地区：上海市 宝山区
关键词：广西大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000003708
成果描述：
| 该发明属于生物制药与生物质分离领域，尤其涉及一种双酶固定化相合多级膜分离制备药用右旋糖酐和果糖的方法。右旋糖酐是由细菌(如肠膜状明串珠菌 (Leuconostoc mesenteroides)) 产生的胞外多糖，其主链是由D- 葡萄糖单元以 α (l→ 6) 糖苷键连接而成。不同分子量的右旋糖酐在临床上有多种用途，如作为血浆代用品、疏通微血管、防治血栓等《中国药典》（2010版）收录了包括 Dex-70（平均分子量约7万）、 Dex-40（平均分子量约4万）、 Dex-20 （平均分子量约2万）三种右旋糖酐及其衍生药物共12种。国内制备右旋糖酐大多采用“菌 种发酵-乙醇沉淀-盐酸水解-乙醇分级沉淀”的工艺，产品含有氯化物等杂质，且分子量分布较广，导致临床使用时发生过敏反应，给患者带来较大风险，限制了右旋糖酐的推广使用。果糖是最甜的天然糖，对糖尿病人而言，果糖又是一种安全系数更高的糖，其产生的血糖指数约为葡萄糖的20%，而且果糖具有保湿性等适用于食品工业生产的诸多优点，因而在医药、食品领域被广泛使用。果糖溶解度非常大，且在103～105℃即发生分解，采用传统的热加工法获得结晶果糖的技术难度很大，生产工艺复杂，成本自然也高，这是果糖价格远远高于葡萄糖和蔗糖的主要原因之一。右旋糖酐蔗糖酶（Dextransucrase ，简称Dsase ，酶的系统分类号为E. C. 2. 4. 1.5）来源于肠膜明串珠菌等细菌，可作用于底物蔗糖合成右旋糖酐。国内外研究表明，肠膜明串珠菌产生的右旋糖酐蔗糖酶其分子量范围为160～180kDa。右旋糖酐酶（Dextranase，简称 Dase ，酶的系统分类号为E. C. 3. 2. 1.11）是一种专一性、随机地内切右旋糖酐链中的 α (l→ 6)糖苷键的酶，应用该酶可显著降低右旋糖酐的分子量。国外研究表明，由细丽毛壳菌属所产的右旋糖酐酶其分子量范围为70～90kDa。膜分离技术是生物质分离领域中的绿色生产过程，可在不引入外源性有害物质的前提下实现目标产物的有效分离。发明人在多级膜分离右旋糖酐方面深入研究表明，膜分离技术可以按分子量的大小对右旋糖酐进行较好的分离和富集，但由于右旋糖酐分子在溶液中成链状或线性展开，较大的分子可以穿透较小的滤膜，所以简单采用滤膜的截留分子量来标定产物分子量分布范围存在一定的误差。而对于酶分子等蛋白质类的非线性分子，膜分离则不存在这一缺点，可直接由滤膜的截留分子量来标定产物分子量分布范围。菌种发酵法和酶法合成同属于生物法，其反应条件温和，耗能少，特别是酶法合成被广泛誉为高端生物制品工业化生产的首选技术。国内已有利用菌种或右旋糖酐蔗糖酶发酵蔗糖先行制备右旋糖酐，然后再加入含右旋糖酶的发酵清液或右旋糖酐酶的方法， 以制备不同分子量的右旋糖酐，但其后续产物分离都较复杂，并且使用纱布过滤、乙醇分级 沉淀等传统分离方法来精制产品，可能影响药用右旋糖酐的安全使用，制备方法有较大的改进空间。另外，右旋糖酐蔗糖酶与蔗糖的反应在短时间内会迅速生成分子量大于100 万 的右旋糖酐，尽管该法在蔗糖转化率方面表现突出，但由于右旋糖酐酶的酶解作用是随机 的，所以目标产物得率并不高。该发明公开了一种双酶固定化耦合多级膜分离制备药用右旋糖酐和果糖的方法,将右旋糖酐蔗糖酶和右旋糖酐酶共同固定化于海藻酸钠微球中成双酶固定化小球；以蔗糖溶液为底物,往底物中加入双酶固定化小球,构成固定化双酶与蔗糖的反应体系；反应产物经过由超滤膜与纳滤膜组成的多级膜系统分离后,直接在超滤膜分离阶段获得药用右旋糖酐,并在末级纳滤膜分离中获得高纯度果糖溶液,第一级超滤膜的截留液中所含的酶和大分子右旋糖酐则返回固定化双酶与蔗糖的反应体系,重新参与反应,实现酶的循环利用。该发明成本较低、绿色环保、安全高效、操作简单,实现了定向调控生产高质量的目标分子量药用右旋糖酐,同时获得高纯度、高附加值的果糖副产物。 |
