α-酮戊二酸

α‑酮戊二酸是一个重要的生物分子，是三羧酸循环中重要的中间产物之一，是氮的输送体和分子氧化中的共生物质。在微生物细胞的代谢中起着重要的作用，也是合成多种氨基酸，蛋白质的重要前体物质。

α-酮戊二酸可用做营养强化剂，作为运动营养饮料的成分；也可用作有机中间体，生化试剂和测肝功能的配套试剂，体格增强补剂等。

α-酮戊二酸是一种具有多重作用的短链羧酸，不表现出毒性，其水溶液具有较高的稳定性。在生物体内，AKG不仅是TCA循环中重要的过渡性产物，同时也是L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸和L-精氨酸的前体物质。在动物身上进行的试验研究表明，动物摄入的AKG、谷氨酰胺和谷氨酸在小肠上部被吸收及代谢，其中高达95%的谷氨酸以及70%的谷氨酰胺被降解为CO2，而只有40%的AKG被降解，剩余的AKG可用于肠细胞和外周组织的代谢过程。

生物转化法合成α-酮戊二酸的步骤如下：

(1)将冰箱保存的马克斯克鲁维酵母ATCC36534的菌体接种于新鲜斜面培养基，于25～30℃恒温培养箱中培养24～36h，得到活化后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534菌种。所述的斜面培养基组成为：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自然(实测6.3～6.5)，高压蒸汽121℃灭菌15～20min。

(2)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体2～3环，接种至种子培养基。接种后的种子培养基于25～30℃、200～250r/min振荡条件下培养20～24h，得干菌体浓度为5～7g/L的种子液。所述的种子培养基组成除不加琼脂外，其他成分同步骤(1)中的斜面培养基，在三角瓶中的装量为其容积的20％～40％，三角瓶8层扎口，高压蒸汽121℃灭菌15～20min。

(3)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体3～5环，或步骤(2)制备的种子液，按体积百分数5％～10％的量接入转化培养基，于25～30℃、200～250r/min振荡条件下培养20～24h，获得干菌体浓度为6～10g/L，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，或两者同时添加；再加入终浓度为20～50g/L的L-谷氨酸。三角瓶在相同条件下进行合成培养20～24h，得α-酮戊二酸浓度可达17.3～42.9g/L的合成培养液。

所述转化培养基的组成为：蔗糖50～100g/L，酵母浸出粉10～20g/L，KH₂PO₄ 3～5g/L，K₂HPO₄ 5～6.5g/L，MgSO₄ 0.5～1.0g/L，溶剂为自来水，pH自然(实测6.5)，在三角瓶中的装量为其容积的20％～40％。三角瓶8层扎口，高压蒸汽121℃灭菌15～20min。

(4)将步骤(3)制备的合成培养液，经3000～4000g、5～10min离心除去菌体后，获得上清液a，加入活性炭，搅拌30～60min后滤除活性炭，滤液减压浓缩至原体积的1/2～1/4，再次离心除去沉淀物，获得上清液b，加入α-酮戊二酸晶种，缓慢搅拌冷却至4℃，静置8～12h，抽滤收集α-酮戊二酸晶体，于45℃真空干燥，得到晶体状α-酮戊二酸；所述活性炭加入量以上清液a体积计为5～10g/L，所述α-酮戊二酸加入量以上清液b体积计为10～20g/L。

白色细结晶性粉末。熔点113.5℃。易溶于水、醇、极难溶于醚，久贮变淡灰黄色，易潮解。测定氨基转换酶及脱氢酶的底物，测定肝功能的配套试剂，也用作有机合成中间体。用于色氨酸的分析试剂；测定氨基转换酶和脱氢酶的底物；测定肝功能的配套试剂一种戊酸的衍生物，是谷氨酸脱氢酶催化KREB循环的中间产物。

α-酮戊二酸可用作医药、保健品原料及食品添加剂。

将225g草酰琥珀酸三乙酯与600ml浓盐酸混合，放置过液。蒸馏浓缩至140℃，剩余物冷却结晶，得α-酮基戊二酸110-112g，收率92-93%。