6-羟基烟酸是一种重要的合成农用化学品,医药或其它化学试剂的中间体。用化学方法在吡啶环6位上引入羟基比较困难,因此可以通过高效、环保的生物转化的方法以烟酸为底物,转化生成6-羟基烟酸。生物转化的一般方法即菌体培养/静息细胞转化的两步转化法,是利用含有底物的发酵液诱导培养菌体,而发酵过程中产物会被菌体降解,因此,发酵诱导培养过程仅能获得菌体,然后将获得的菌体进行静息细胞转化,获得产物。本研究提出了双催化的方法,包括了发酵转化过程和静息细胞转化过程,突破了两步转化方法的局限,极大地提高了产物的得率,为工业化大规模生产6-羟基烟酸开辟了新的发展空间。 本实验室现已筛选出一株具备烟酸转化能力的菌株Pseudonomas putida NA-1。通过对该菌株的研究发现,在1%(w/v)的烟酸发酵诱导培养过程,产物6-羟基烟酸的浓度最高可达到62.6mmol,此后产物发生降解,反应48小时后产物的含量依然能够保持最高值的一半。而国外报道的荧光假单胞菌和粘氏沙雷菌在反应30小时左右6-羟基烟酸即完全降解。而在发酵培养过程中,不断补充底物,维持烟酸的浓度,就得到不断积累的6-羟基烟酸和一定量的菌,证明了发酵诱导培养过程可以转化为发酵转化过程。将NA-1菌体培养于不同浓度的烟酸发酵液,随着底物浓度的增加,6-羟基烟酸的浓度不断上升,说明烟酸并不抑制菌株的转化,并且确定发酵液中底物的最佳浓度为1%(w/v)。在发酵过程中,菌体的代谢活动会使发酵液的pH值不断上升,调节发酵液pH时,菌体的转化能力高于不调节pH的条件。 菌体经过不同的前期培养过程后进行静息细胞转化,得出在静息细胞转化过程中,不断补充烟酸,6-羟基烟酸的量不断增加,证明了静息细胞转化的可行性,同时比较发酵诱导过程和发酵转化过程,发现前期的培养对菌体的后期静息细胞转化影响不大。静息细胞转化不同浓度的烟酸转化液,得出在1%(w/v)烟酸的条件下,菌株拥有最高的底物转化率,随着底物浓度的升高,菌株摩尔转化率降低。静息细胞转化不同浓度6-羟基烟酸的实验,发现低浓度的