构建重组枯草芽孢杆菌催化制备D-对羟基苯甘氨酸

目的: 在Bacillus subtilis中表达异源D-海因酶基因(hyd)和D-氨甲酰水解酶基因(adc),构建重组细胞作为催化剂,用于生产D-对羟基苯甘氨酸(D-HPG)。方法: 构建hyd表达质粒,考察培养基中二价金属离子对D-海因酶活性的影响。过表达acoR基因,考察AcoR蛋白胞内水平与P_acoA-hyd基因拷贝数的关系。筛选表达adc基因的启动子,构建hyd和adc基因共表达质粒,考察双酶活性菌株的催化特性。结果: 成功构建了海因酶表达质粒pHPS和pUBS,培养基中添加0.8mmol/L的MnCl₂·4H₂O,使168N/pUBS菌株的D-海因酶活性达到956U/gDCW。整合表达P_cdd-acoR基因,使LSL02/pUBS菌株的D-海因酶活性达到1 470U/gDCW。单拷贝P_AE-adc基因的表达水平相对最高。双酶共表达质粒pUBSC被成功构建,菌株LSL02/pUBSC的最适催化温度为40℃45℃,催化活性能够持续12h,当底物起始浓度为20g/L时,反应12h生成的D-HPG达到14.32g/L,转化率达到95%,收率超过80%。结论: 构建具有D-海因酶和D-氨甲酰水解酶双酶活性的重组Bacillus subtilis作为全细胞催化剂,用于海因酶法生产D-HPG,具有技术上的可行性和优势。     

假单胞菌海因酶基因在大肠杆菌中的高效表达(英文)

为实现利用生物酶转化法进行D 对羟基苯甘氨酸的工业化生产 ,构建了 3株海因酶基因工程菌 .利用PCR技术从恶臭假单胞菌 (Pseudomonasputida)CPU 980 1染色体DNA中扩增得到长约1.8kb的含编码区和自身启动子的海因酶全基因 .通过将海因酶全基因插入pMD18 T质粒、海因酶基因的编码区与pET 17 b质粒重组、海因酶基因编码区和T7强启动子一起插入pMD18 T质粒分别得到重组质粒pMD dht、pET dht和pMD T7 dht.将上述重组质粒分别转化大肠杆菌 (Escherichiacoli) ,通过地高辛标记菌落原位杂交和海因酶活力测定两种方法 ,筛选出具有海因酶活力的阳性转化子 .结果表明 ,大肠杆菌的RNA聚合酶能够识别和结合来自恶臭假单胞菌海因酶基因的自身启动子 ,该启动子在大肠杆菌中能够工作 .基因工程菌E .coliBL2 1 pMD dht、E .coliBL2 1 pET dht和E .coliBL2 1 pMD T7 dht的海因酶活力分别为 170 0U L、190 0U L和 2 5 0 0U L ,比野生菌P .putidaCPU 980 1的海因酶活力分别提高了 8倍、9倍和 12倍 .薄层扫描结果显示 ,这些工程菌的海因酶表达量分别约占菌体总可溶性蛋白质的 2 0 %、31%和 5 7%.SDS PAGE显示 ,海因酶的单体分子量约为 5 0kD .经工程菌E .coliBL2 1 pMD T7 dht催化 ,底物对羟基苯海因的转化率在 13h内可达到 9     

微生物酶法制备D-对羟基苯甘氨酸的研究进展

D-对羟基苯甘氨酸(D-p-HPG)是半合成青霉素和头孢霉素的重要前体。综述了微生物酶法生产D-对羟基苯甘氨酸的方法种类及其优缺点并对酶的来源即菌种的选育方法做了总结。此外,还简介了基因工程领域内的研究状况。     

基因工程酶法生产N-氨基甲酰-D-对羟基苯甘氨酸反应条件的优化(英文)

为了实现利用生物酶转化法生产D 对羟基苯甘氨酸 ,以工程菌E .coliBL2 1 pMD T7 dht细胞作酶源 ,对底物对羟基苯海因到中间体N 氨基甲酰 D 对羟基苯甘氨酸的酶转化条件进行了优化 .酶转化的最适温度为 37℃ ,最适pH为 9 0 .在Tris HCl、磷酸盐、碳酸盐和硼酸盐 4种缓冲体系中 ,底物对羟基苯海因的转化率相近 .菌体细胞经适当冻融后 ,底物对羟基苯海因的转化率被提高 .水溶性有机溶剂DMSF、DMF和Tween 80使对羟基苯海因的转化率降低 .转化时底物和菌体的合适比例为 30g L对羟基苯海因和 10g L湿菌体 .经工程菌E .coliBL2 1 pMD T7 dht细胞催化 ,底物的转化率在 13h内可达到 96 % .所制备的产物熔点、旋光性和红外光谱等与标准品一致     

高活性Co2+替代海因酶中Co2+的定量及酶学活性鉴定

利用产D-海因酶(HDT)的重组pE-hdt/E.coli菌株,在LB培养基中添加40μmol/L的Co2+,37℃培养10 h, 表达产物经Q-Sepharose 阴离子交换剂和Phenyl-Sepharose疏水层析,获得电泳纯Co2+D-海因酶(Co2+-HDT).该酶对底物DL-海因的比活性较HDT高约6倍,达21.8 U/mg.可见光光谱分析表明,在498 nm和568 nm处呈现Co2+海因酶络合物的特征性吸收峰.用ICP-AES测定纯酶金属离子含量,HDT每摩尔亚基含0.93摩尔Zn2+和0.04摩尔Co2+,而Co2+-HDT中每摩尔亚基中含0.17摩尔Zn2+ 和089摩尔Co2+.这一结果表明,HDT中的Zn2+ 已被Co2+所替代.此外,在动力学常数,pH和温度稳定性,金属螯合剂EDTA的影响等方面,HDT和Co2+-HDT也略有差异.     

海因酶法制备D-对羟基苯甘氨酸的研究进展

D-对羟基苯甘氨酸(D-HPG)主要用于合成β-内酰胺类半合成抗生素,是国内最紧缺的医药中间体之一。微生物酶法是目前获得光学纯D-HPG的重要途径,微生物中起催化作用的主要是D-海因酶和N-氨甲酰水解酶。文章综述了产酶微生物的来源,酶的理化性质,以及培养条件的优化、基因工程、酶的固定化技术生产D-HPG的研究进展。     

异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达重组枯草芽孢杆菌的构建

【目的】构建异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达的重组枯草芽孢杆菌,探讨其作为全细胞催化剂合成D-对羟基苯甘氨酸的可行性。【方法】采用P_(aco)表达盒表达D-海因酶基因hyd或sd1,采用P_(AE)表达盒表达N-氨甲酰水解酶基因adc。分别以质粒pHP13和pUB110为载体,构建D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达质粒pHCS、pHCY和pUCS。在受体菌中整合表达了acoR和sigL基因,敲除了skf和sdp基因。将共表达质粒分别转化不同的受体菌,通过测定全细胞催化活性,表征D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达的效果。【结果】带有质粒pHCY和pHCS的重组菌,全细胞催化活性分别为0.21 U/mL和0.31 U/mL。整合表达acoR和sigL基因以及高拷贝质粒pUCS,使全细胞催化活性达到1.0 U/mL。【结论】异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶在枯草芽孢杆菌中能够正确表达。基因拷贝数、acoR和sigL基因表达水平,及skf和sdp基因缺失对重组菌的催化活性具有显著影响。     

海因酶产生菌SHNU01的包埋固定化研究

对从土壤中筛选得到的高选择性产D-海因酶菌株SHNU01的性质进行了研究并探讨了用PVA-硼酸法进行包埋固定的效果。研究结果显示:固定化后的细胞与游离细胞相比,最适反应温度由游离细胞的37℃上升为47℃,在此温度下固定化细胞的酶活可达到游离细胞的3倍;连续反应7批后,固定化细胞活力为初始活力的80%。固定化细胞在操作稳定性、贮存稳定性等方面较游离细胞也有较大提高。     

C-末端残基Arg缺失的D-海因酶的分子形式与稳定性

报道D-海因酶分子C-末端Arg残基的缺失,导致酶的解聚与稳定性的显著改变。用基因克隆、表达与纯化的方法,制备了重组D-海因酶(P479)及其C-末端残基Arg缺失的D-海因酶(P478)。SDS-PAGE和Native-PAGE分析表明,在完全相同的条件下,两者单体的分子量相同;但天然P479为二聚体,而P478为单体并保持约40%催化底物海因的活性。突变酶P478的pH值稳定性显著增加,抗SDS能力亦有所提高,但热稳定性明显降低。结果预示:D-海因酶的C-末端残基Arg显著影响酶的分子形式及热稳定性,虽也影响酶活性,但非酶活性所必需。     

聚苯乙烯树脂固定化D-海因酶的初步研究

D-海因酶广泛用于D-氨基酸的制备研究和生产中,目前已有许多固定化D-海因酶及含D-海因酶细胞的研究报道。尝试了不同功能基团的聚苯乙烯树脂进行D-海因酶的固定化,结果表明功能基为伯氨基和仲氨基效果较好,并选取聚苯乙烯树脂D92进行了固定化D-海因酶的研究。采用该树脂制备固定化酶的最优条件是：酶质量浓度6mg／mL、温度25℃、固化时间12h。所得固定化酶的最适作用温度45℃,最适作用pH为8.5,且作用温度及适宜pH较广,Km为游离酶的1,8倍,且储存稳定性、操作稳定性较好。45℃下半衰期为11d。