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由半胱氨酸生产胱氨酸的方法

专利名称:由半胱氨酸生产胱氨酸的方法

本发明涉及通过氧化由酶催化法或发酵法得到的半胱氨酸

以生产胱氨酸的方法。

L-半胱氨酸和L-胱氨酸是含硫的基本氨基酸，业已发现它们

可用作医药，医药原料，食品添加剂以及化妆品的添加剂。

尤其近年来，对这些化合物用作冷烫发液的原料之需求正稳

步增长。

在由发酵法、酶催化法、合成法或其它任何方法得到的含半

胱氨酸反应液的半胱氨酸分离过程中(下文称的“反应液”

一词应指在酶催化法、发酵法或合成法的反应完全后，所存

在的溶液)，由于反应液的组合物复杂，并且半胱氨酸在水

中的溶解度十分高，所以目前盛行这样一些方法，先将最初

得到的半胱氨酸进行分离和提纯，然后与强酸如盐酸或对甲

苯磺酸反应，而生成相应的盐。

这些方法一般流程都复杂，得到的半胱氨酸的产率很低。所

以要从发酵法得到复杂组合物的反应液中，分离出高纯度的

半胱氨酸是困难的。特别是，由于反应液中含有由微生物引

起的杂质，则由发酵法或酶催化法得到的反应液进行分离和

提纯半胱氨酸，必然伴有严重的损失。

由于半胱氨酸相当容易氧化，所以已提出一种方法，其包括

强制反应液中的半胱氨酸氧化成胱氨酸，再分离出纯的胱氨

酸，然后电解还原已分离的胱氨酸，从而得到纯的半胱氨酸。

在半胱氨酸发酵肉汤培养中进行半胱氨酸二氧化，这样一些

方法目前已经被公开。在日本特开昭57(1982)-7，643号说

明书中所公开的方法，就采用了这样的氧化过程，即用空气

或像H2O2的过氧化物并使反应的混合物保持pH值为510。

根据该发明人的示踪实验，可以假定在采用H2O2或空气氧

化的方法中，该反应具有游离基氧化的形式，则必然伴有反

应条件控制难以及有相当大比例的产物发生分解等缺点。

当反应液是发酵肉汤培养液时，而该发酵液在半胱氨酸的反

应系统中含有像Fe++或Mn++的金属离子用作催化正如上文

所述方法的游离基反应，则以相当高的产率得到胱氨酸。但

是，该反应液中实际上不含金属离子，所以产率低。如果将

所加的金属离子如Fe++和Mn++与已分离的胱氨酸混合，很

可能会对胱氨酸电解还原产生反作用。

为了从发酵法或酶催化法得到的半胱氨酸反应液中去除所

用的微生物细胞或所用的酶，通过添加HCl或H2SO4反应液

的pH值调至不大于4，再加活性炭，热处理由所用的酶或所

用的微生物细胞得到的生成液，使之絮凝和吸附在活性炭上，

再将生成的复合物经固一液分离，业已发现这样一种方法是

十分有效的。在这种情况下，用空气或H2O2的氧化方法要

求反应液的pH值保持不小于5，正如在上文提及的说明书中

特别指出的那样，因此，在处理反应液后，该方法并不适合

在酸性条件下氧化半胱氨酸。

尤其根据该发明人的示踪实验，则肯定了在pH值为1左右

的强酸条件下，用空气氧化实际上并不产生胱氨酸。

迄今为止，归纳已有技术所知的氧化半胱氨酸的方法，有借

助于用黄原酸甲酯(methylxanthide)〔美国专利4，039，

586〕氧化的方法以及借助γ射线照射的方法〔化学通讯，

第826-827页，1968〕。但是这些方法不应当称之为工业可

行的方法。

本发明人致力于解决上述问题作出了刻苦的研究。

具体地说，本发明涉及胱氨酸的生产方法，其特征在于以下

步骤，在有二甲亚砜(在此用作氧化剂)的存在下，氧化由酶

催化法或酵法得到含半胱酸水溶液中的半胱氨酸，然后将半

胱氨酸转化成胱氨酸，以及分离生成的胱氨酸。

将反应液通过本发明建议的氧化过程，只是必须满足这个要

求，即该反应液应该是发酵法或酶催化法得到的含半胱氨酸

的反应液。例如，能够采用通过用2-氨基-噻唑啉-4-(ATC)

培养产生L-半胱氨酸的微生物如假单胞菌属所得到的反应

液，正如前文提及的日本特开昭57(1982)7，634所描述的

那样。本发明最好采用在生产半胱氨酸过程中能产生无机盐

含量相高的反应液。

本发明人以前曾研究并申请了一个专利，即通过用L-丝氨

酸作为原料并用含硫化合物如Na2S，NaHS，或H2S作为巯基

引发剂进行酶催化反应，在色氨酸合酶的存在下得到L-半

胱氨酸的方法。由这种酶催化反应得到的反应液含有像NaCl

和(NH4)2SO4的无机盐类。

当应用本发明的方法于酶催化或发酵的反应液时，在二甲亚

砜(下文简称“DMSO”