L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-11-17 合作期刊: 《中国生物工程杂志》

王越 李江华 堵国成 刘龙

摘要： α-酮戊二酸（α-ketoglutaric acid, α-KG）是谷氨酸脱氨基的酮酸产物，作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量，首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件，包括发酵过程中的温度、pH、诱导剂浓度，诱导剂添加时刻、诱导时间等；全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200 g·L-1谷氨酸钠为底物时，产量最终提高了54.9 %，摩尔转化率为39.6 %。其次，通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选，最优突变体E.coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200 g·L-1谷氨酸钠生成α-KG最高产量为 100.9 g·L-1，摩尔转化率为64.7 %，较最初对照菌株提高了66.3 %。结果表明，条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。

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