Amidase-catalyzed production of nicotinic acid in batch and continuous stirred membrane reactors

0313806 - MBÚ 2009 RIV US eng J - Journal Article
Cantarella, M. - Cantarella, L. - Gallifuoco, A. - Intellini, R. - Kaplan, Ondřej - Spera, A. - Martínková, Ludmila
Amidase-catalyzed production of nicotinic acid in batch and continuous stirred membrane reactors.
[Produkce kyseliny nikotinové katalyzovaná amidasou ve vsádkových a kontinuálních míchaných reaktorech.]
Enzyme and Microbial Technology. Roč. 42, č. 3 (2008), s. 222-229. ISSN 0141-0229. E-ISSN 1879-0909
R&D Projects: GA MŠMT OC D25.002
Institutional research plan: CEZ:AV0Z50200510
Keywords : amidase * nicotinic acid bioproduction * temperature dependence
Subject RIV: EE - Microbiology, Virology
Impact factor: 2.375, year: 2008

The aim of the present study is to explore the potential use of Microbacterium imperiale CBS 498–74 resting cells as a catalyst for the bioconversion of nicotinamide into nicotinic acid. This strain converts nitrile into the corresponding acid following a two-step reaction catalysed by nitrile hydratase and amidase via an amide as intermediate. The effect of temperature, cell load and substrate feeding strategy were investigated with controlled continuous stirred membrane bioreactors (CSMR) in an attempt to improve reaction conversion as well as reactor performances. The temperature dependence of amidase activity was investigated in both batch reactors and CSMR. An activation energy of about 52.6/53.5 kJ mol−1 absence of mass-transport phenomena. Amidase operated under mild conditions suitable for the synthesis of labile organic molecules and it was stable up to 50 C. Nicotinamide (substrate) at concentrations of 300mM partially inhibited the enzyme

Cílem studie je popsat použití baktérie Microbacterium imperiale CBS 498–74 jako katalyzátoru pro biokonverzi nikotinamidu na kys. nikotinovou. Kmen transformuje nitril na kyselinu dvoustupňovou reakcí katalyzovanou nitrilhydratasou a amidasou přes amid jako intermediát. Vliv teploty, koncentrace buněk a dávkování substrátu byl zkoumán v kontinuálních membránových reaktorech. Vliv teploty na aktivitu amidasy byl zkoumán ve vsádkových i kontinuálních reaktorech. Byla zjištěna aktivační teplota asi 52.6/53.5 kJ mol−1 , což indikuje absenci limitace přenosu hmoty. Amidasa byla stabilní do 50 stupňů C. Nikotinamid (substrát) v koncentracích ≥300mM částečně inhiboval enzym. V kontinuálních reaktorech byla optimalována doba zdržení, aby bylo dosaženo vysoké konverze (až 88 procent). Data ukazují na průmyslovou použitelnost tohoto kontinuálního procesu
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0164516