Получение l-аминокислот ферментативным гидролизом рацематов

Сырье	Фермент	Продукт
N-ацетил-D,L-аминокислоты	Аминоацилаза	L-аминокислоты (кроме кислых)
D,L-аминокапролактам	Гидролаза	L-лизин
D,L-2-амино-2-тиазолин-4-карбоновая кислота (D,L-АТК)	Рацемаза АТК, гидролаза АТК, карбамоилгидролаза	L-цистеин
Производные гидантоина	Дигидропиримидиназа	D-аминокислоты (аланин, валин,  лейцин, фенилаланин)
Производные гидантоина	Гидантоиназа, карбамоилгидролаза	L-аминокислоты
Эфиры D,L-аминокислот	Эстеразы	L-аминокислоты

Ферментативный гидролиз N-ацетил-D,L-аминокислот привлекает возможностью получения целого спектра аминокислот при условии замены сырья и использования одного и того же биокатализатора.

Гидролиз производных гидантоина позволяет получать ряд оптически активных аминокислот. Так, фермент дигидропиримидиназа гидролизует ряд монозамещенных гидантоинов с образованием N-карбамоиламинокислот. С помощью фермента подвергаются гидролизу гидантоиновые производные аланина, валина, лейцина, серина, фенилаланина; на гидролиз производных лизина и аспарагиновой кислоты он не влияет.

Комбинированный способ получения L-лизина предложен японской фирмой «Тойо Рейон». На первой стадии циклогексан в результате химических реакций превращается в смесь D,L-α-амино-ε-капрлактама. На второй стадии осуществляют разделение оптических изомеров с помощью ферментов; происходящий при этом асимметрический гидролиз с участием гидролазы аминокапролактама приводит к образованию L-лизина.

Необходимость дополнительной стадии рацемизации непрореагировавшей D-аминокислоты или ее производных делает такие процессы менее предпочтительными по сравнению с прямым ферментативным синтезом.

Энзиматический синтез

По данному способу процесс получения аминокислот заключается в синтезе предшественника аминокислоты и последующей его трансформации в целевую аминокислоту с использованием либо выделенных ферментов (табл. 15.7.91), либо микроорганизмов (табл. ).

Способы синтеза l-аминокислот с использованием ферментов

Предшественники	Фермент	Продукт
Фумарат аммония	Аспартаза	L-аспарагиновая  кислота
Коричная  кислота	Фенилаланинаммиаклиаза	L-фенилаланин
Фенилпировиноградная  и L-аспарагиновая кислоты	Трансаминаза	L-фенилаланин и пировиноградная  кислота
α-Кето и  α-оксикислоты	Дегидрогеназа	L-аминокислоты
L-Аспарагиновая кислота	Аспартат-β-декарбоксилаза	L-аланин
Фенол, пировиноградная кислота, аммиак	Тирозинфеноллиаза	L-тирозин
Фенол, серин	Тирозинфеноллиаза	L-тирозин
Индол, пировиноградная  кислота,  аммиак	Триптофаниндоллиаза	L-триптофан
Индол, серин	Триптофаниндоллиаза	L-триптофан
β-Хлор-L-аланин, сульфид натрия	Цистеиндесульфгидраза	L-цистеин
Глицин, метанол	Сериндегидраза	L-серин
Глицин, тетрагидрофолат	Серинтрансметилаза	L-серин