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2-氯烟酸因其特殊的生理活性而广泛应用于医药、农药领域。RhodococcuserythropolisZJB-09149水合酶和酰胺酶能够将2-氯-3-氰基吡啶两步转化为2-氯烟酸,前期研究表明双酶催化的限速步骤为酰胺酶催化2-氯烟酰胺制备2-氯烟酸这一步,原因可能是2-氯烟酰胺2位的氯取代基对酰胺酶产生了空间位阻。本文从发酵条件和转化条件两个方面优化了R.erythropolis ZJB-09149的菌体产量以及酰胺酶的催化活力,并最终将优化出的条件应用于酶膜生物反应器,对2-氯烟酸的连续制备过程进行研究。首先,通过单因子以及正交试验优化了R.erythropolis ZJB-09149酰胺酶的产酶条件,优化得到的培养基成分为:蔗糖3g/L、丙酮酸2g/L、蛋白胨 3g/L、牛肉膏 4g/L、己内酰胺 5g/L、K2HPO40.5g/L、KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L、NaCl0.1g/L、FeSO4 20mg/L。适宜的培养条件为:培养基初始pH 8.0,摇瓶装液量24%(v/v),接种量5%(v/v),经过优化后酰胺酶活力提高了 30%。考察了R.erythropolisZJB-09149酰胺酶转化2-氯烟酰胺生成2-氯烟酸的反应条件。结果表明:最适反应温度为45℃,50℃以上酶迅速失活。最适物浓度为10mmol/L,最适菌体浓度为20g/L。转化动力学研究表明:该转化过程的表观km值为0.98mmol/L,表观vm值为0.08 mmolL-1/min。由于该酰胺酶催化过程受到不同程度的底物产物抑制作用,推理并建立酶催化反应的模型r=x/-21.168+11.757x+0.002x2’为酶膜反应器催化提供理论基础。在优化了产酶、催化条件后研究了 Millipore切向酶膜反应器的操作参数,利用SPSS拟合得到膜参数,45℃时膜通量y=100.733t-0.102,25℃时膜通量y=95.686t-0.098,根据流入流出的物料平衡,综合酶催化模型以及膜通量衰减曲线利用Matlab软件模拟得到酰胺酶催化2-氯烟酰胺生成2-氯烟酸的生物反应器模型。根据模型将两步反应的水合过程与酰胺酶过程联系起来,在酶膜生物反应器中做级联反应,得到最高2-氯烟酸产出量1.24mmol/g湿菌体,比双酶一步间歇式操作反应产出率提高了 148%。