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对羟基扁桃酸合酶是一种重要的双加氧酶,能催化苯丙酮酸反应生成扁桃酸。由于其独特的功能,可以将底物脱去一个碳原子,决定了其在微生物代谢途径和有机合成中具有重要应用价值,因此,成为近年来酶工程中研究的热点。本实验基于产苯丙氨酸重组菌E. coli W3110/pR15ABK的芳香族氨基酸合成途径,通过引入外源对羟基扁桃酸合酶基因,对其代谢途径延伸改造,构建扁桃酸合成途径。主要研究内容为:(1)克隆来源于东方拟无枝酸(Amycolatopsis orientalis)和天蓝色链霉菌(Streptomycescoelicolor)的对羟基扁桃酸合酶基因并构建重组菌,经酶活检测和SDS-PAGE鉴定,实现了在大肠杆菌中表达。(2)将来源不同的重组对羟基扁桃酸合酶的粗酶液,经离子交换层析(HiPrep16/10DEAE FF)和凝胶色谱(Sephadex G-75)分离纯化,分别得到重组蛋白HmaSAO、HmaSSC1和HmaSSC2三种纯酶液。经测定纯酶的比酶活、纯化倍数、回收率,结果如下:①HmaSAO的比活力为153.91U/mg,纯化倍数为12.79倍,回收率为32.43%;②HmaSSC1的比活力为505.31U/mg,纯化倍数为22.61倍,回收率为27.09%;③HmaSSC2的比活力为557.25U/mg,纯化倍数为20.91倍,回收率为26.48%。(3)根据重组对羟基扁桃酸合酶的酶学特性分析,HmaSAO的最适反应温度为28oC,在45oC酶活还可达到50%以上,pH8.0左右酶活最高,适合在偏碱性的条件下发挥功能;HmaSSC1的最适反应温度为30oC,在60oC左右其残余酶活可达到50%以上,有一定的耐热性,pH7.5左右酶活最高,适合在弱碱性的条件下发挥功能;HmaSSC2的最适反应温度为35oC,在65oC仍能达到50%以上,更具有良好耐热性,在pH7.0左右酶活最高,更易在偏中性的条件下发挥功能;HmaSSC2更适用于代谢工程改造大肠杆菌发酵生产扁桃酸。(4)将基因hmaSSC2连接到的质粒pR15ABK上,成功构建获得重组菌E. coliW3110/pR15ABKHmaS2。摇瓶发酵试验结果:10~48h为菌体的对数生长期,在48h进入稳定期,OD600为7.78;发酵60h时,产扁桃酸41mg/L。15L罐发酵试验结果:12~43h为菌体对数生长期,在43h进入稳定期,OD600为101.25;发酵52h时,产扁桃酸748mg/L。