2-氨基丁酸(2-aminobutyric acid,AABA)是一种非天然氨基酸,具有很高的药理学意义,因为它被用作合成几种重要药物如布瓦西坦,左乙拉西坦和乙胺丁醇的关键手性前体。AABA作为一种手性药物前体其光学纯度对药物安全性和有效治疗至关重要。虽然目前市场上存在可用的防治癫痫与结核的药物可有效治疗这些疾病,但其价格昂贵、制造成本非常高。因此,生产左乙拉西坦等药物的有效前体以减少这种制造成本成为近年来的研究热点之一。本研究在大肠杆菌中过表达相关酶体系,实现了使用“一锅法”以L-苏氨酸,异丙胺为底物转化合成AABA。本研究主要内容如下:1.苏氨酸脱氨酶与ω-转氨酶的表达菌株构建从NCBI中筛选获取苏氨酸脱氢酶与ω-转氨酶突变体的氨基酸序列信息。利用非PCR方法合成基因全长,成功克隆至重组表达载体pET-23a-TD-GFP,pET-23a-STA-GFP。将重组表达质粒转入Rosetta(DE3)中成功构建了相应的重组表达菌株,重组菌株通过发酵培养,并且通过SDS-PAGE和Western-Blot技术鉴定到融合蛋白的正确表达。2.“一锅法”转化合成AABA本研究使用了苏氨酸脱氢酶与ω-转氨酶成功构建的重组表达菌株作为全细胞催化剂,以可廉价获得的L-苏氨酸,异丙胺为底物“一锅法”一步合成途径生产AABA。实现了在100 mL反应体系中以20%的底物浓度,经24 h反应获得终产物接近60%的得率。3AABA的纯化与鉴定反应混合物经薄层层析检测定性鉴定确定反应终点,通过常规离心、过滤后获取的上清。再经过无水乙醇萃取纯化、结晶洗涤,重结晶获得成品AABA。最后通过高效液相色谱技术测定AABA纯度可达到91%。