【摘 要】
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2-羟基丁酸(2-hydroxybutyric acid,2-HBA)是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业.文中通过在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中共表达苏氨酸脱氨酶(Threonine deaminase,TD)、L-乳酸脱氢酶(L-lactate dehydrogenase,LDH)和甲酸脱氢酶(Formate dehydrogenase,FDH),构建(S)-2-HBA的合成途径及其辅因
【机 构】
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江南大学生物工程学院,江苏无锡214122
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2-羟基丁酸(2-hydroxybutyric acid,2-HBA)是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业.文中通过在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中共表达苏氨酸脱氨酶(Threonine deaminase,TD)、L-乳酸脱氢酶(L-lactate dehydrogenase,LDH)和甲酸脱氢酶(Formate dehydrogenase,FDH),构建(S)-2-HBA的合成途径及其辅因子NADH的循环系统,实现了基于三酶级联反应催化底物L-苏氨酸合成(S)-2-HBA.为了解决多酶级联催化反应中中间产物2-酮丁酸的生成速率和消耗率不匹配的问题,文中通过启动子工程策略来调控TD和FDH的表达水平,获得了多酶催化速率平衡的重组大肠杆菌P21285FDH-T7V7827.在5L发酵罐水平,全细胞催化反应16h,(S)-2-HBA的最高产量为143 g/L,摩尔转化率为97％,为迄今报道的最高产量的1.83倍,使其具有较强的工业化应用潜力.此外,结果表明,在单细胞中构建可调节的多酶协调表达系统对生物催化制备羟基酸类化合物具有重要意义.
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