亮氨酸脱氢酶偶联NADH再生体系合成L-2-氨基丁酸

• 作者: 华超 张利坤 李敬亚 杨卫华 杨套伟 王云 肖延铭
• 来源期刊: 生物工程学报
• 关键词: 共表达 L-2-氨基丁酸 生物催化 NADH再生
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 生物育种与工艺优化
• 页码范围: 992-1001
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13345/j.cjb.190327

摘要

文中以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主,构建两株分别共表达亮氨酸脱氢酶(LDH,来源蜡样芽孢杆菌)/甲酸脱氢酶(FDH,来源水生弯杆菌)和亮氨酸脱氢酶(LDH,来源蜡样芽孢杆菌)/醇脱氢酶(ADH,来源红球菌)的重组大肠杆菌.通过偶联两种不同NADH再生体系,以L-苏氨酸为起始原料,利用苏氨酸脱氨酶(L-TD)与LDH-FDH或LDH-ADH一锅法合成L-2-氨基丁酸,并对LDH-FDH工艺和LDH-ADH工艺进行对比优化.LDH-FDH工艺的最适反应pH为7.5,最适反应温度为35℃,通过加入50g/L甲酸铵、0.3 g/L NAD+、10％ LDH-FDH粗酶液(V/V)和7 500 U/L的L-TD酶液,对L-苏氨酸进行分批补加,以便控制2-丁酮酸浓度小于15 g/L,反应28 h,实现了L-2-氨基丁酸的产量为161.8 g/L,产率97％.LDH-ADH工艺的最适pH为8.0,最适反应温度为35℃,通过加入0.3 g/LNAD+、10％LDH-ADH粗酶液(V/V)及7 500 U/L的L-TD酶液,分批补加L-苏氨酸及1.2倍摩尔量异丙醇,以便控制2-丁酮酸浓度小于15 g/L,且每生成约40 g/L的L-2-氨基丁酸,抽真空去除丙酮,反应24 h,实现了L-2-氨基丁酸的产量为119.6 g/L,产率98％.文中所采用的工艺及结果可为L-2-氨基丁酸的工业化提供一定的参考依据.