丝氨酸生物合成
天冬氨酸族氨基酸合成的共同碳架
天冬氨酸族氨基酸合成的共同碳架
天冬氨酸族氨基酸的合成
包括：天冬AA(Asp)、天冬酰胺(Asn)、赖(Lys)、苏(Thr)、甲硫(Met)、异亮(Ile)
共同碳架：TCA中的草酰乙酸
1、谷氨酸族氨基酸的合成
包括：谷AA(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、脯(Pro)、羟脯(Hyp)、精(Arg)
共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸
2、丙酮酸族氨基酸的合成
包括：丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu)
共同碳架：EMP中的丙酮酸
3、丝氨酸族氨基酸的合成
包括：丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)
丝氨酸和甘氨酸的生物合成途径（有两条途径）：（1）甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸；（2）碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸
（1）某些植物和微生物体内半胱氨酸的合成途径-SH主要来源于硫酸，半胱氨酸的生物合成：
硫酸要还原为H2S。
（2）在动物休内半胱氨酸的直接前体为丝氨酸和高半胱氨酸，后者也是甲硫氨酸生物合成中的一个中间产物，也可称为前体。
4、组氨酸和芳香族氨基酸的生物合成
包括：组AA(His)、色AA(Trp)、酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)
芳香族AA碳架：4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP)。
丝氨酸发酵工艺流程
丝氨酸发酵工艺流程英文回答：Fermentation is a widely used process in the production of various products, including amino acids like serine. Serine fermentation involves the conversion of a carbon source into serine by the action of specific microorganisms. In this process, the microorganisms utilize the carbon source as an energy and carbon substrate, and through a series of biochemical reactions, they synthesize serine.The fermentation process for serine productiontypically involves several steps. First, a suitable microorganism is selected, such as Escherichia coli or Corynebacterium glutamicum, which have been genetically modified to enhance serine production. The microorganism is then cultured in a nutrient-rich medium containing a carbon source, nitrogen source, and other essential nutrients.During the fermentation, the microorganisms consume thecarbon source and convert it into serine. The carbon source can be a variety of substances, such as glucose, sucrose, or molasses. The nitrogen source is usually provided in the form of ammonium salts or amino acids. The fermentation conditions, including temperature, pH, and oxygen supply, are carefully controlled to optimize serine production.To improve the efficiency of serine fermentation, various strategies can be employed. For example, metabolic engineering techniques can be used to manipulate the metabolic pathways of the microorganism, enhancing the production of serine. Additionally, fed-batch fermentation, where the nutrients are added gradually during the fermentation process, can help maintain the optimal conditions for serine production.Once the fermentation is complete, the serine productis usually recovered through downstream processing steps, such as filtration, centrifugation, and purification. The purified serine can then be used in various applications, such as the production of pharmaceuticals, cosmetics, and food additives.Overall, serine fermentation is a complex process that involves the selection of a suitable microorganism, optimization of fermentation conditions, and downstream processing. Through careful control and optimization, serine production can be maximized, leading to theefficient and cost-effective production of this important amino acid.中文回答：丝氨酸发酵是一种广泛应用于各种产品生产的工艺，包括丝氨酸等氨基酸的生产。
3-磷酸甘油酸脱氢酶促进丝氨酸合成在肿瘤进展中的机制
综 述?３－磷酸甘油酸脱氢酶促进丝氨酸合成在肿瘤进展中的机制崔畅婉，孙峥嵘Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ３－ｐｈｏｓｐｈｏｇｌｙｃｅｒａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｐｒｏｍｏｔｉｎｇｓｅｒｉｎｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｎｔｕｍｏｒｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎＣＵＩＣｈａｎｇｗａｎ，ＳＵＮＺｈｅｎｇｒｏｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｂａｎｋ，ＳｈｅｎｇｊｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌＡｆｆｉｌｉａｔｅｄｔｏＣｈｉｎａＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｅｎｙａｎｇ１１０００１，Ｃｈｉｎａ．【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｕｐｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｅｒｉｎｅｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐａｔｈｗａｙａｃｔｉｖｉｔｙｉｓａｄｉｓｔｉｎｃｔｃｏｍｍｏｎｆｅａｔｕｒｅｏｆｍａｎｙｃａｎｃｅｒｓ．３－ｐｈｏｓｐｈｏｇｌｙｃｅｒａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ（ＰＨＧＤＨ），ｔｈｅｆｉｒｓｔｒａｔｅ－ｌｉｍｉｔｉｎｇｅｎｚｙｍｅｉｎｔｈｉｓｐａｔｈｗａｙ，ｉｓｈｉｇｈｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｉｎｍｅｌａｎｏｍａ，ｂｒｅａｓｔａｎｄｋｉｄｎｅｙｃａｎｃｅｒ．ＰＨＧＤＨｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｕｍｏｒｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ，ｍｅｔａｓｔａｓｉｓａｎｄｉｎｖａｓｉｏｎ．Ｇｌｙｃｏｌｙｓｉｓｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｐｒｏｄｕｃｔ３－ｇｌｙｃｅｒｉｃａｃｉｄｐｈｏｓｐｈａｔｅｏｘｉｄｉｚｅｄｔｏｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｉｏｎｉｃａｃｉｄｐｈｏｓｐｈａｔｅｕｎｄｅｒＰＨＧＤＨａｃｔｉｏｎ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｓｅｒｉｎｅ．Ｓｅｒｉｎｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｏｇｌｙｃｉｎｅａｎｄｔｈｅｎｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ，ｓ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ（ＳＡＭ）ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ（ＧＳＨ）．ＰＨＧＤＨｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅａｎｅｗｔａｒｇｅｔｆｏｒｔｕｍｏｒｔｈｅｒａｐｙ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】３－ｐｈｏｓｐｈｏｇｌｙｃｅｒａｔｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ，ｃａｎｃｅｒ，ｇｌｕｃｏｌｙｓｉｓＭｏｄｅｒｎＯｎｃｏｌｏｇｙ２０２１，２９（０５）：０８８５－０８８８【指示性摘要】丝氨酸生物合成途径活性的上调是许多癌症明显的共同特征。
中科院科技成果——微生物直接发酵法生产L-丝氨酸
中科院科技成果——微生物直接发酵法生产L-丝氨酸
项目简介
L-丝氨酸（L-Serine，L-Ser）作为一种组成蛋白的基本氨基酸广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。
此外，以L-Ser为原料还可以合成具有抗癌、抗艾滋、调节人体神经系统等不同效用的药物20余种。
目前L-Ser的全球市场需求量为10000吨/年以上，市场潜力巨大。
但与不断增大的L-Ser市场需求相比，L-Ser的生产技术较为落后。
目前，L-Ser的工业生产方法主要有蛋白水解法、化学合成法和酶转化法等，其中蛋白水解法存在工艺复杂、分离精制困难等缺点；化学合成法存在污染重、成本高、D-Ser与L-Ser分离困难等缺点；酶转化法存在转化率过低、前体物昂贵等难题。
因此尽快开发污染小、成本低、效率高的微生物直接发酵法生产L-Ser，显得极为重要。
中科院上海高等研究院生物炼制实验室经过近些年的研究积累，在微生物直接发酵法生产L-Ser关键技术上取得了重大突破，主要成果有：（1）通过分子改造大肠杆菌合成L-Ser的代谢途径，构建了L-Ser 的基因工程菌；（2）对该基因工程菌进行发酵培养基及发酵条件的优化；最终在发酵约40h后，L-Ser的产量达到30g/L以上，可用于工业化生产。
该项目具有自主知识产权。
一种L-丝氨酸的合成方法[发明专利]
![一种L-丝氨酸的合成方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fc8933e5185f312b3169a45177232f60ddcce798.png)
(10)申请公布号 CN 102220389 A(43)申请公布日 2011.10.19C N 102220389 A*CN102220389A*(21)申请号 201110099457.9(22)申请日 2011.04.20C12P 13/06(2006.01)C07C 229/22(2006.01)C07C 227/40(2006.01)(71)申请人横店集团家园化工有限公司地址322118 浙江省金华市东阳市横店工业区(72)发明人姚苏 吕立获 何春 李平袁志友 彭宏涛 徐新良(74)专利代理机构浙江杭州金通专利事务所有限公司 33100代理人周希良 徐关寿(54)发明名称一种L-丝氨酸的合成方法(57)摘要本发明公开L-丝氨酸的合成方法，包括A 、底物浓度转化：生物反应器中加入底物甘氨酸和占重3％～8％的丝氨酸羟甲基转移酶；当40～50℃时流加37％的甲醛水溶液，转化为L-丝氨酸转化液；B 、超滤膜纯化：将A 步的L-丝氨酸转化液在25～35℃，进口压力0.4～0.8MPa ，出口压力0.1～0.3MPa 下通过超滤膜纯化；C 、离子交换树脂吸附、洗脱：将B 步的渗透液调至pH 值4.5～5.5，后通过离子交换树脂将L-丝氨酸转化液交换至树脂上，再用0.8～1.5mol/L 盐酸洗脱；D 、纳滤膜浓缩：将C 步的L-丝氨酸洗脱液在25～35℃，进口压力0.4～0.8MPa ，出口压力0.1～0.3MPa 下通过纳滤膜浓缩；浓缩后得到L-丝氨酸成品。
本发明操作简单、生产周期短、成本低、收率高、环保压力小，适合大规模的工业化生产。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页1.一种L-丝氨酸的合成方法，其特征是按如下步骤：A、底物浓度转化：底物为甘氨酸，在生物反应器中加入所述的底物和丝氨酸羟甲基转移酶，丝氨酸羟甲基转移酶为底物重量百分比的3％～8％；控制温度40～50℃，流加37％的甲醛水溶液，转化为L-丝氨酸转化液；B、超滤膜纯化：将所述转化后的L-丝氨酸转化液在温度25～35℃，进口压力为0.4～0.8Mpa，出口压力为0.1～0.3Mpa的条件下通过超滤膜纯化；C、离子交换树脂吸附、洗脱：将所述经过超滤膜纯化的渗透液调至pH值为4.5～5.5，然后通过离子交换树脂将超滤膜纯化后的L-丝氨酸转化液交换至树脂上，再采用0.8～1.5mol/L的盐酸溶液洗脱；D、纳滤膜浓缩：将所述经过盐酸洗脱后的L-丝氨酸洗脱液在温度25～35℃，进口压力为0.4～0.8Mpa，出口压力为0.1～0.3Mpa的条件下通过纳滤膜浓缩；浓缩后得到L-丝氨酸成品。
生物化学笔记氨基酸的合成代谢
一、概述20种基本氨基酸的生物合成途径已基本阐明，其中人类不能合成的10种氨基酸，即苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸称为必须氨基酸。
氨基酸的合成途径主要有以下5类：1. 谷氨酸类型，由a-酮戊二酸衍生而来，有谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸，蕈类和眼虫还可合成赖氨酸。
2. 天冬氨酸类型，由草酰乙酸合成，包括天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、苏氨酸和异亮氨酸，细菌和植物还合成赖氨酸。
3. 丙酮酸衍生类型，包括丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸，为异亮氨酸和赖氨酸提供部分碳原子。
4. 丝氨酸类型，由3-磷酸甘油酸合成，包括丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸。
5. 其他，包括苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸。
二、脂肪族氨基酸的合成（一）谷氨酸类型1. 谷氨酸：由a-酮戊二酸与氨经谷氨酸脱氢酶催化合成，消耗NADPH，而脱氨时则生成NADH。
2. 谷氨酰胺：谷氨酰胺合成酶可催化谷氨酸与氨形成谷氨酰胺，消耗一个ATP，是氨合成含氮有机物的主要方式。
此酶受8种含氮物质反馈抑制，如丙氨酸、甘氨酸等，因为其氨基来自谷氨酰胺。
谷氨酰胺可在谷氨酸合成酶催化下与a-酮戊二酸形成2个谷氨酸，这也是合成谷氨酸的途径，比较耗费能量，但谷氨酰胺合成酶Km小，可在较低的氨浓度下反应，所以常用。
3. 脯氨酸：谷氨酸先还原成谷氨酸g-半醛，自发环化，再还原生成脯氨酸。
可看作分解的逆转，但酶不同，如生成半醛时需ATP活化。
4. 精氨酸：谷氨酸先N-乙酰化，在还原成半醛，以防止环化。
半醛转氨后将乙酰基转给另一个谷氨酸，生成鸟氨酸，然后与尿素循环相同，生成精氨酸。
5. 赖氨酸：蕈类和眼虫以a-酮戊二酸合成赖氨酸，先与乙酰辅酶A缩合成高柠檬酸，异构、脱氢、脱羧生成a-酮己二酸，转氨，末端羧基还原成半醛，经酵母氨酸转氨生成赖氨酸。
（二）天冬氨酸类型1. 天冬氨酸：由谷草转氨酶催化合成。
2. 天冬酰胺：由天冬酰胺合成酶催化，谷氨酰胺提供氨基，消耗一个ATP 的两个高能键。
丝氨酸
酶法合成原理
L-丝氨酸是一个重要的药用氨基酸. 利用丝氨酸羟甲基转移酶催化甲醛 和甘氨酸,可逆地合成L-丝氨酸(图8) ,反应过程中丝氨酸羟甲基转移酶 需要PLP和四氢叶酸作为辅助因子. 最终反应液中L-丝氨酸浓度达到0. 2 mol/ L ,该法是目前最有应用前景的L-丝氨酸生产方法。
在动 、植 物体内和微生物细胞内，普遍存在着甘 氨酸和丝氨酸的互相转换。该反应的生理方向是L 一丝氨酸断裂成为甘氨酸和N5, N,o亚甲基四氢叶 酸，其中辅酶四氢叶酸作为C.基团的载体。生物 体内包含甲基基团的化合物、PI吟环等的生物合 成均利用该步反应提供的C、基团。催化该步反应 的酶是丝氨酸经甲基转移酶(serine
酶反应体系建立时，甲醛多次少量加入，防止酶 失活。
超声波细胞破碎时注意间歇时间，以工作2s间歇 3s为宜。
参考文献
陈永波,饶斌,覃兰;高效液相色谱法快速直接测定酪氨酸、苯丙氨酸和 色氨酸[J];氨基酸和生物资源;2000年01期
胡兵,龙化云,黄光斗;丙酮酸的合成研究进展[J];化工时刊;2003年09期
李省云,杨毅萍;L-丝氨酸与四氯对苯醌的荷移反应[J];光谱实验室;2004 年06期
丝氨酸羟甲基转移酶基因的功能表达及其活性鉴定 - 食品与发酵工业 2002, 28(1)
期刊论文 丝氨酸羟甲基转移酶基因(glyA)的克隆 - 广西农业生物科学 - 2003, 22(2)
期刊论文 两种菌株来源的glyA基因的克隆、表达及酶活性检测 - 氨基 酸和生物资源 - 2006, 28(1)
超声波细胞破碎仪工作原理
就是将电能通过换能器转换为声能，这种能量通 过液体介质(如水)而形成一个个密集的小气泡，这 些小气泡迅速炸裂，产生像炸弹一样的能量，从 而起到破碎细胞等物质的作用，俗称空话效应， 超声波细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、 孢子及其他细胞结构，以及乳化、混合、脱气、 崩解、分散、清洗和提取等作用。
丝氨酸
丝氨酸丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长中发挥着作用，因为它有助于免疫血球素和抗体的产生，维持健康的免疫系统也需要丝氨酸。
丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着作用。
简介丝氨酸是一种非必需氨基酸，富含于鸡蛋、鱼、大豆，人体亦可从甘氨酸中合成丝氨酸。
丝氨酸在医药上有着广泛用途。
丝氨酸可促进脂肪和脂肪酸的新陈代谢，有助于维持免疫系统。
[1]L-丝氨酸产品说明英文名：L-Serine缩写：L-SerCAS No.：56-45-1EINECS号： 206-130-6[1]分子式：C3H7NO3结构式：CH2OHCH(NH2)COOH球棍模型结构式分子量：105.09等电点：5.68密度：1.53[2]熔点：240°C结构式：2描述白色结晶体或结晶粉末，味微甜，易溶于水和甲酸，不溶于乙醇和乙醚。
丝氨酸可以从大豆、酿酒发酵剂、乳制品、鸡蛋、鱼、乳白蛋白、豆荚、肉、坚果、海鲜、种子、乳清和全麦获取。
有必要的话，人体会从甘氨酸中合成丝氨酸。
磷脂酰丝氨酸(PS)是在人体中合成的丝氨酸化合物，意大利、斯堪的纳维亚半岛和其他欧洲国家都广泛应用磷脂酰丝氨酸补充剂来治疗年老引发的痴呆症和正常的老年记忆损失。
3标准质量标准-中国药典 2010Test Items项目Specification质量指标Assay 含量≥98.5%Characteristic性状无色结晶或结晶性粉末，味微甜Specific rotation[a]D比旋+14.0°~ +15.6°度Identification 鉴别AS PER CP2010PH酸度 5.5～6.5Transmittance溶液透光率≥98.0%Chloride氯化物≤0.02%Sulfate硫酸盐≤0.02% Ammonium铵盐≤0.02% Other amino acids其他氨基≤0.5%酸Loss on drying干燥失重≤0.2%Residue on ignition炽灼残≤0.1%渣Iron铁盐≤0.001% Heavy metals(as Pb)重金属≤10ppm Arsenic砷盐≤0.0001%Bacterial endotoxins细菌≤12 EU/g 内毒素主要功能：L-丝氨酸属于非必需氨基酸，具有许多重要的生理功能和作用1.合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体；2. L-丝氨酸羟基经磷酸化作用后能衍生出具重要生理功能的磷丝氨酸，是磷脂的主要成分之一；3. 具有稳定滴眼液pH值的作用，且滴眼后无刺激性；重要的自然保湿因子(NMF)之一，皮肤角质层保持水分的主要角色，高级化妆品中的关键添加剂。