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DL-丙氨酸目前主要在食品添加剂行业应用,同时也是重要的医药中间体。用DL-丙氨酸合成的氨基酸农药已投入使用,具有对人畜安全、污染小的特点。p-丙氨酸是合成泛酸的前体,p-丙氨酸在医药、食品、化妆品、饲料等领域应用日益广泛,对p-丙氨酸的市场需求也在不断增长,具有广泛的应用前景和开发价值。通过将重组质粒pET-28a-DadX, pET 28a-Alr转至大肠杆菌BL21(DE3)中,获得工程菌DM280a (pET-28a-DadX/BL21(DE3)), DM280b (pET-28a-Alr/BL21 (DE3))。优化其发酵条件、诱导条件及适用诱导剂,全面分析酶学性质。同时也对含有L-天冬氨酸-p-脱羧酶的Pseudomonas dacunhae诱导条件及酶学性质进行了相关研究。(1)通过优化工程菌DM280a、DM280b,的发酵条件得到以下结论：IPTG最适诱导浓度和诱导时间：最适诱导IPTG浓度为0.4 mmol/L,最适诱导时间为4h；乳糖的最适诱导形式为以培养基组分直接参与发酵培养基配制灭菌,发酵时间为10 h,当乳糖为10 g/L时诱导效果最好：工程菌DM280a,对辅酶依赖VB6性相对高于DM280b。(2)DM280a与DM280b所表达的丙氨酸消旋酶酶学性质如下：温度38℃,pH 7.0最适底物浓度分别为1.69 mol/L和0.56 mol/L, DM280b最适底物浓度0.56 mol/L,金属离子Mg2+和Ca2+对DadX酶活有一定激活作用,Zn2+和Co2+对DadX酶活抑制作用明显。Co2+对Alr酶活抑制作用明显。工程菌DM280a与DM280b所表达的丙氨酸消旋酶底物专一性较高,可以高效消旋L-丙氨酸得到DL-丙氨酸。含有L-天冬氨酸-β-脱羧酶的Pseudomonas dacunhae最适转化温度为37℃,pH 5.5,底物质量浓度在120 g/L左右；碳源对Asd酶活有较大影响,L-谷氨酸、富马酸都能较大的提高Asd酶的活性,在进行脱羧反应过程中添加辅酶PLP提高脱羧反应效率。由实验结果得知实验室已成功构建的天冬氨酸酶与L-天冬氨酸-β-脱羧酶、丙氨酸消旋酶酶学性质相近,从而设计了三酶法偶联制备DL-丙氨酸的方法。80 g/L的富马酸得到DL-丙氨酸50.6 g,收率82.3%。进一步设计了双酶法合成β-丙氨酸。150 g/L的富马酸得到β-丙氨酸得91.6 g,收率83.3%。