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5-氨基乙酰丙酸(简称ALA)是生物合成四吡咯的前体,具有很高的附加值,在农业与医学上有着广泛的应用。5-氨基乙酰丙酸合成酶(ALAS)是生产ALA的关键酶,所以对ALAS的研究得到了广泛关注。本论文以建立体外多酶催化生产ALA的方法为目标,通过筛选热稳定性良好的ALAS,将其在E.coli BL21(DE3)中表达,然后对ALAS进行了纯化与酶学性质的分析,最后利用热稳定性良好的ALAS在体外进行ALA的生产。获得了如下主要研究结果:对三个来源于耐热菌的ALAS,包括GT-ALAS(ALAS来源于热葡糖苷酶地芽孢杆菌),LS-ALAS(ALAS来源于高温放线糖莱斯菌)以及PA-ALAS(ALAS来源于嗜碱性假单胞菌),以及来源于两个做过研究的菌株,包括RP-ALAS(ALAS来源于沼泽红假单胞菌)与RS-ALAS(ALAS来源于类球红细菌),在大肠杆菌中成功表达而且表达量很高,然后对这五个酶的酶学性质进行了分析。这五个酶的最适温度与最适pH分别为37°C与7.5。其中GT-ALAS,LS-ALAS,PA-ALAS的热稳定性良好,37°C条件下放置60h后酶活几乎没有降低,55°C条件下LS-ALAS放置3h后所剩酶活是最高的(43%)。LS-ALAS的比酶活在这五个酶之中最高(7.8U/mg)且对温度与pH最不敏感。选择热稳定性良好且酶活最高的LS-ALAS,利用体外多酶催化的方法进行ALA的生产。多酶催化转化过程以琥珀酸,甘氨酸为底物,磷酸吡哆醛(PLP)作为辅因子,多聚磷酸钠进行ATP的再生。三个酶包括LS-ALAS,琥珀酰辅酶A合成酶(Suc),多聚磷酸激酶(Ppk)。由于过量的琥珀酸与多聚磷酸钠对体外多酶催化合成ALA的途径具有一定的抑制作用,所以采用流加琥珀酸与多聚磷酸钠的方法进行ALA的生产,产量达到498mg/l。又由于被消耗的多聚磷酸钠依然具有合成ATP的能力,所以采用仅流加琥珀酸,最终ALA的产量达到707mg/l。这是第一次有关体外多酶催化生产ALA的报道。