基于地衣芽孢杆菌表达系统搭建左旋多巴新合成体系

• 作者: 丁重阳 张梁 李乐云 李由然 石贵阳 许银彪 顾正华
• 来源期刊: 食品与发酵工业
• 关键词: 左旋多巴 地衣芽孢杆菌 酪氨酸羟化酶 全细胞转化 L-酪氨酸 四氢生物蝶呤
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 23-31
• 页数: 9页
• 字数: 6883字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023539

摘要

左旋多巴(3,4-dihydroxylphenylalanine,L-DOPA)是一种L-酪氨酸(L-tyrosine,L-Tyr)的氨基酸类似物,在临床医学、美容保健等领域具有广阔的应用前景.通过生物信息学方法挖掘到Streptosporangium roseum DSM 43021来源的酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)基因(srth)在地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)中重组表达,结合墨蝶呤还原酶重组菌以L-Tyr为底物进行全细胞联合转化合成L-DOPA,并初步探究其催化过程.结果显示,srth具有保守的Fe2+及底物喋呤的氨基酸结合位点,与人来源的TH亲缘关系较远.SrTH蛋白胞内粗酶活力为30.7 U/mL,胞外酶活力为22.79 U/mL.利用srth重组菌Bl/pMH与墨蝶呤还原酶重组菌Bl/pMF全细胞联合转化L-Tyr,成功合成L-DOPA.TH催化合成L-DOPA过程中,四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)是限制酶反应进行的重要因素,L-Tyr的消耗量与BH4的需求量之比约为1:2.研究首次实现了TH在地衣芽孢菌中的表达,成功基于B.licheniformis表达系统搭建L-DOPA新合成体系,对拓展酶催化法高效合成L-DOPA具有重要的指导意义和应用潜力.