固定化尿苷-胞苷激酶和聚磷酸激酶偶联催化制备5′-胞苷酸

尿苷-胞苷激酶作为生物体核苷酸代谢补偿途径中的重要催化剂，可以催化胞苷的磷酸化反应合成5′-胞苷酸 (简称胞苷酸)，但需要NTP作为磷酸供体。为了提高胞苷酸的生产效率，文中首先使用大肠杆菌分别异源表达来源于嗜热栖热菌Thermus thermophiles HB8的尿苷-胞苷激酶和来源于类球红细菌Rhodobacter sphaeroides的聚磷酸激酶，其中尿苷-胞苷激酶用于催化胞苷和ATP形成胞苷酸，聚磷酸激酶则用于ATP的循环再生。然后，使用D403金属螯合树脂吸附Ni2+形成固定化载体，再利用固定化载体特异性吸附重组酶形成固定化酶。最后，单因素优化实验确定固定化酶的催化反应条件，在30 ℃、pH 8.0的条件下，以60 mmol/L胞苷和0.5 mmol/L ATP为底物，可实现5批次的高效连续催化反应，胞苷酸平均摩尔得率达到91.2%。上述制备方法反应成本低，产物得率高，酶利用率高，在工业生产中具有较好的应用潜力。