(S)-羰基还原酶Ⅱ与葡萄糖脱氢酶共催化高效合成(S)-苯乙二醇

• 作者: 周晓天 姜佳伟 张荣珍 徐岩 李坤鹏 李尧慧 李静
• 来源期刊: 微生物学报
• 关键词: (S)-羰基还原酶Ⅱ 葡萄糖脱氢酶 (S)-苯乙二醇 不对称还原 双酶偶联体系
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 1647-1655
• 语种: 中文
• DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160013

摘要

[目的]通过优化获得最佳酶活配比,设计近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis) CCTCC M203011的(S)-羰基还原酶Ⅱ与枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.) YX-1葡萄糖脱氢酶在大肠杆菌中的共表达体系,实现重组菌高效催化2-羟基苯乙酮,合成(S)-苯乙二醇.[方法]分别从重组大肠杆菌中纯化了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶,研究了2种酶共催化2-羟基苯乙酮的最佳酶活比例,最适催化温度和pH,由此构建(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶的共表达体系.[结果](S)-羰基还原酶Ⅱ的比酶活力为1.3 U/mg,葡萄糖脱氢酶的比酶活力为13.5 U/mg.在总酶活力为1U时,(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶共催化体系中,确定了2种酶的最佳比例在1∶1到5∶1 (U/U)之间,最适反应温度为30 ℃C,pH为7.0.在此基础上构建了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶基因比为1∶1的共表达体系,共表达重组菌破碎上清液中(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶酶活分别为0.76 U/mg和0.73 U/mg,两者的酶活比例为1∶1.在上述确定的最适催化条件下,其催化1Og/L2-羟基苯乙酮,产物(S)-苯乙二醇的光学纯度和得率均高达99％以上.与仅含有(S)-羰基还原酶Ⅱ的重组大肠杆菌相比,共表达体系转化产物(S)-苯乙二醇的得率明显提高,且转化时间由原来的24 h缩短为13h.[结论]通过确定(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶最佳酶活配比,为构建手性催化的靶酶和辅酶再生酶共表达体系,为实现手性化合物的高效制备提供了研究基础.