1,4-丁二胺(也稱1,4-二氨基丁烷或腐胺)屬于氨基酸衍生物，作為聚合物，藥物，農(nóng)用化學(xué)品，表面活性劑和其他添加劑的組分，具有許多工業(yè)應(yīng)用。由于它作為合成高性能聚酰胺尼龍-4,6的單體而倍受關(guān)注，尼龍-4,6因其高熔點、高結(jié)晶度、高耐熱性和高機械強度以及出色的耐溶劑性而成為一種優(yōu)異的工程塑料。因此，1,4-丁二胺具有十分廣闊的市場應(yīng)用前景。本文將介紹它的一種生物合成方法^[1]。

化學(xué)法與生物法

工業(yè)規(guī)模上1,4-丁二胺的生產(chǎn)主要是采用琥珀腈加氫的化學(xué)合成法，琥珀腈通過在丙烯腈中添加氰化氫產(chǎn)生?；瘜W(xué)路線需要不可再生的石油化工產(chǎn)品作為原材料和相對苛刻的反應(yīng)條件，以及昂貴的催化劑。由于反應(yīng)物具有劇毒和易燃性，因此從環(huán)境和人類健康的角度來看，化學(xué)合成路線并不可取。

而目前具有應(yīng)用前景的生物法制備1,4-丁二胺的方法主要是酶轉(zhuǎn)化法，酶法轉(zhuǎn)化有兩種路徑：1、利用精氨酸脫羧酶與胍丁胺酶串聯(lián)表達將精氨酸轉(zhuǎn)化為1,4-丁二胺；2、利用鳥氨酸脫羧酶將鳥氨酸轉(zhuǎn)化為1,4-丁二胺。與化學(xué)合成法相比，利用酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)1,4-丁二胺具有步驟簡單、副產(chǎn)物少以及綠色環(huán)保等優(yōu)勢，但是酶法轉(zhuǎn)化需要以價格昂貴的精氨酸或鳥氨酸為底物，具有成本高的缺陷，這大大阻礙了酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)1,4-丁二胺的工業(yè)化進程。

生物酶法

(1)將化學(xué)合成的精氨酸脫羧酶突變體基因speA和胍丁胺酶基因speB串聯(lián)后連接到表達載體pXMJ19上，構(gòu)建重組質(zhì)粒；

(2)將步驟(1)制備得到的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到C.crenatum SYPA5-5中，制備得到重組鈍齒棒桿菌。

(3)將步驟(2)重組鈍齒棒桿菌接種至種子培養(yǎng)基中，培養(yǎng)得到種子液，將得到的種子液接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵制備得到1,4-丁二胺。

參考文獻

[1] 一種利用鈍齒棒桿菌發(fā)酵生產(chǎn)1,4-丁二胺的方法. CN113061562A