膜联氨基酸脱氨酶工程菌催化酪氨酸合成对羟基苯丙酮酸的研究

摘要

对羟基苯丙酮酸(4-HPPA)是一种酪氨酸代谢中间产物,在食品、制药、化工产业中有着广泛的应用.本研究建立了一种以酪氨酸为底物,利用过表达普通变形杆菌膜联氨基酸脱氨酶(mL-AAD)的大肠杆菌来制备4-HPPA的方法.膜联氨基酸脱氨酶是镶嵌于细胞膜外侧的膜蛋白,其能否高效准确地定位是制备菌体催化剂的关键.为此,研究首先比对了Tat和Sec-Tat两种细胞周质蛋白分泌途径对于菌体催化能力的影响,结果表明,采用Sec-Tat分泌途径的工程菌具有更高的mL-AAD催化活力和更高的生物量,因此更适合制备的菌体催化剂.对mL-AAD的表达条件进行研究,发现采用BL21(DE3)作为表达宿主并且在0.05mmol/L IPTG诱导浓度下菌体的mL-AAD的催化活性最高.对E.coli BL21(DE3)-pET-28a-mlaad进行反应条件优化,结果为pH9,37℃,菌体浓度为0.74g/L时催化活性最高.在此条件下,最终从100mmol/L的酪氨酸中转化得到了72.72mmol/L对羟基苯丙酮酸.与传统化学合成相比,该对羟基苯丙酮酸的制备方法具有环保高效的特点,因此具有较大工业前景.