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稀有糖是指自然界中存在但含量很低的单糖及其衍生物,它在食品、医药、保健等领域具有广阔的应用前景。但是目前,大多数稀有糖的合成路线仍然有限。本论文主要利用嗜热菌海栖热袍菌(Thermotoga maritima MSB8)来源的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶(L-rhamnulose-1-phosphate aldolase,RhaDT.mari)以及大肠杆菌来源的甘油激酶(glycerol kinase,GK)采用“一釜多酶体系”来合成稀有糖。为了研究RhaDT.mari醛缩酶在稀有糖合成中的应用,首先将编码RhaDT.mari的基因片段rhaDT.mari连接到表达载体pET-43a上,并在大肠杆菌Rosetta(DE3)中成功表达,经纯化得到分子量约为90 kDa的Nus-RhaDT.mari融合蛋白。用凝血酶切除融合蛋白的Nus标签后,得到分子量约为27 kDa的RhaDT.mari。通过对RhaDT.mari醛缩酶的立体选择性研究发现:该醛缩酶分别以D/L-甘油醛(D/L-glyceraldehyde,D/L-GA)作为受体时,其立体选择性与大肠杆菌来源的RhaDE.coli醛缩酶有所不同;Nus标签对RhaDT.mari的立体选择性有一定的影响。此外研究了温度对RhaDT.mari活性的影响,发现50℃是该酶的最适温度。最后利用Nus-RhaDT.mari以DL-3-磷酸甘油(DL-glycerol 3-phosphate,DL-GP)为起始底物、D/L-甘油醛为醛受体,通过“一釜四酶法”来合成稀有糖,产物的种类和比例用高效液相色谱来检测,分离纯化后的四种稀有糖用1H NMR鉴定,进一步确认生成D-阿洛酮糖、D-山梨糖、L-果糖和L-塔格糖。由于“一釜四酶法”所用到的起始底物DL-3-磷酸甘油的价格比较昂贵,为了降低成本,利用甘油激酶对该方法进行优化。首先从大肠杆菌MG1655扩增了甘油激酶的基因片段glpK,将其连接到表达载体pET-28a上,在表达菌株Rosetta(DE3)中成功表达,经纯化得到分子量约为56 kDa的GK。一方面利用该甘油激酶可以催化便宜的底物甘油生成L-3-磷酸甘油(L-glycerol 3-phosphate,L-GP)来取代DL-3-磷酸甘油,再经过磷酸甘油氧化酶(glycerol phosphate oxidase,GPO)的催化生成磷酸二羟基丙酮(DHAP);另一方面利用甘油激酶催化成本较低的二羟基丙酮(DHA)直接生成DHAP。生成的DHAP可以在不同醛缩酶的催化下与受体D-甘油醛缩合生成酮糖-1-磷酸,最终用酸性磷酸酶(acid phosphatase,AP)脱掉磷酸基团生成酮糖,生成的产物、产率及比例用TLC和HPLC进行检测。结果表明:该甘油激酶能够成功地用于“一釜多酶法”合成体系中,以便宜的底物甘油或者DHA为底物,合成D-阿洛酮糖、D-山梨糖和D-果糖。该方法的建立将为其他稀有糖及其衍生物的合成提供理论依据。