α-酮戊二酸是一种重要的生物分子，它在三羧酸循环中起着重要的作用，并且在氮的输送和分子氧化中也扮演着共生物质的角色。它不仅可以合成多种氨基酸和蛋白质，还可以用于营养强化剂、运动营养饮料、有机中间体、生化试剂和测肝功能的配套试剂以及体格增强补剂等方面。此外，α-酮戊二酸还可以用于制备L-精氨酸α-酮戊二酸，用作运动营养剂。
下面是一种生物转化法合成α-酮戊二酸的步骤：
(1) 将保存在冰箱中的马克斯克鲁维酵母ATCC36534的菌体接种到新鲜斜面培养基中，在25～30℃的恒温培养箱中培养24～36小时，得到活化后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534菌种。斜面培养基的组成为：葡萄糖10～20g/L，蛋白胨5～10g/L，酵母浸出粉3～5g/L，琼脂15～20g/L，溶剂为水，pH值为6.3～6.5，经高压蒸汽121℃灭菌15～20分钟。
(2) 用接种环挑取步骤(1)中活化培养后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体的2～3环，接种到种子培养基中。在25～30℃、200～250r/min的振荡条件下培养20～24小时，得到干菌体浓度为5～7g/L的种子液。种子培养基的组成与斜面培养基相同，除了不加琼脂外，其他成分相同。在三角瓶中的装量为容积的20％～40％，三角瓶进行8层扎口，经高压蒸汽121℃灭菌15～20分钟。
(3) 用接种环挑取步骤(1)中活化培养后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体的3～5环，或使用步骤(2)制备的种子液，按体积百分数5％～10％的量接入转化培养基中，在25～30℃、200～250r/min的振荡条件下培养20～24小时。在培养过程中，加入终浓度为10～50mmol/L的H2O2，或终浓度为0.5～1.0μmol/L的甲氨蝶呤，或同时添加两者；然后加入终浓度为20～50g/L的L-谷氨酸。在相同条件下进行合成培养20～24小时，得到α-酮戊二酸浓度可达17.3～42.9g/L的合成培养液。
转化培养基的组成为：蔗糖50～100g/L，酵母浸出粉10～20g/L，KH2PO43～5g/L，K2HPO45～6.5g/L，MgSO40.5～1.0g/L，溶剂为自来水，pH值为6.5。在三角瓶中的装量为容积的20％～40％，三角瓶进行8层扎口，经高压蒸汽121℃灭菌15～20分钟。
(4) 将步骤(3)制备的合成培养液经过3000～4000g、5～10分钟的离心除去菌体后，得到上清液a。将上清液a加入活性炭中，搅拌30～60分钟后滤除活性炭，然后将滤液减压浓缩至原体积的1/2～1/4，再次离心除去沉淀物，得到上清液b。将α-酮戊二酸晶种加入上清液b中，缓慢搅拌冷却至4℃，静置8～12小时，然后抽滤收集α-酮戊二酸晶体。最后，在45℃下进行真空干燥，得到晶体状的α-酮戊二酸。活性炭的加入量为上清液a体积的5～10g/L，α-酮戊二酸的加入量为上清液b体积的10～20g/L。
[1] [中国发明,中国发明授权] CN201510579133.3 一种生物转化法合成α-酮戊二酸的方法
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