转氨酶催化不对称合成芳香族L-氨基酸

芳香族L-氨基酸是合成许多药物、农药、精细化学品和食品添加剂的重要手性砌块(Chiral buildingblocks)。利用酶催化具有高活性和高立体选择性的特点合成手性砌块是目前不对称合成领域重要的研究方向。通过对不同来源转氨酶的进化分析,选择分别源自原核生物大肠杆菌Escherichia coli和真核生物酿酒酵母Saccharomyces cerevisia中的两种具有代表性Ⅰ型芳香族转氨酶TyrB和Aro8,比较研究了两种转氨酶通过平衡逆转不对称氨化催化合成芳香族L-氨基酸的反应过程和催化效率。重组转氨酶TyrB和Aro8都能有效地合成天然芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸以及非天然氨基酸苯甘氨酸。手性HPLC分析表明,合成的氨基酸都是L-构型的,e.e值等于100%。L-丙氨酸是适宜的氨基供体,转氨酶TyrB和Aro8都不能利用D-型氨基酸作为氨基供体。反应体系中氨基供体L-丙氨酸和氨基受体芳香族α-酮酸的最适摩尔比为4∶1。底物芳香族α-酮酸分子结构中芳香环上的取代基以及脂肪酸碳链部分的长度都对酶催化的转氨效率有显著的影响。在制备规模试验中,TyrB催化不对称转氨反应合成L-苯甘氨酸、L-苯丙氨酸和L-酪氨酸的比生产速率为0.28 g/(g.h)、0.31 g/(g.h)和0.60 g/(g.h),Aro8催化上述反应的比生产速率分别为0.61 g/(g.h)、0.48 g/(g.h)和0.59 g/(g.h)。研究结果对利用转氨酶通过平衡逆转不对称催化合成芳香族L-氨基酸的工业化应用具有指导意义。     

金铁锁毛状根构型对其生长的影响

毛状根的构型是影响其生长速度和生物量积累的重要因素,为了规模化培养金铁锁毛状根,进一步解决金铁锁资源短缺问题,该研究以金铁锁毛状根为材料,通过改变培养基类型、碳源及碳源浓度,观察和分析了毛状根的生长状态,找出影响毛状根构型的因素。结果表明:最适合金铁锁毛状根生长的培养基为B5+蔗糖30 g·L~(-1),金铁锁毛状根主根长而粗壮,一级、二级侧根生长量大,根系表面积较大,生长效果最佳。经液体悬浮培养验证,测定毛状根的生长量,与在固体培养基培养的毛状根生长状态基本一致。通过该项研究,优化了培养基中营养成分的配比,实现了金铁锁毛状根的快速生长和生物量的积累。