氨基树脂固定化L-苏氨酸醛缩酶及其应用*

L-苏氨酸醛缩酶(L-Threonine aldolase,L-TA)可以催化甘氨酸和醛合成β-羟基-α-氨基酸。β-羟基-α-氨基酸具有两个手性中心,是多种手性药物的中间体。但是,游离的L-TA难以重复利用,分离纯化困难,严重阻碍了工业化应用。固定化技术可以有效解决这些问题。利用氨基树脂NAA固定化来源于Bacillus nealsonii的L-苏氨酸醛缩酶,采用戊二醛作为交联剂,经过条件优化确定最佳固定化条件为:加酶量13 U、载体量0.6 g、0.4%(V/V)戊二醛、活化时间2 h、pH 8.5、35℃、固定化5 h。在此条件下,固定化酶酶活回收率为85.7%。在30℃下半衰期可达59天,为游离酶的6.5倍。将其应用于合成L-syn-对甲砜基苯丝氨酸,使用460 h后,残余酶活为79.4%。进一步开发了载体再利用策略,将失活固定化酶表面的氨基用戊二醛活化后,再与新的游离酶进行固定化,实现载体的再利用。利用该方法载体可重复利用两次,制备的固定化酶仍能使用460 h。该方法大大降低了固定化成本,为固定化L-TA的工业化应用打下坚实的基础。     

新组合菌系SCB329-SCB933利用L-山梨糖发酵产生维生素C前体——2-酮基-L-古龙酸的研究 Ⅰ.新组合菌系SCB329-SCB933的生物学特性

采用紫外照射、化学诱变和原生质融合等方法选育到一株性状更优良的突变株SCB329,并与新筛选的一株芽孢杆菌SCB933搭配组成新的组合菌系。产酸小菌SCB329与其亲本菌株氧化葡萄糖酸杆菌性状相似。伴生大菌SCB933属苏芸金芽孢杆菌（B.thuringiensis）。新组合菌系利用L-山梨糖的发酵液提取后经纸层析,元素分析和红外吸收光谱等项鉴定,其发酵产物确系2-酮基-L-古龙酸,对新组合菌系的生物学特性也进行了研究。     

偶联基于酮还原酶的NADH再生系统一锅法酶催化合成L-2-氨基丁酸

以廉价易得的L-苏氨酸为原料,利用在大肠杆菌中重组表达的苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶,并偶联基于酮还原酶的NADH再生系统一锅法制备L-2-氨基丁酸。以L-2-氨基丁酸的产率为指标,考察了一锅法酶催化制备L-2-氨基丁酸的最适p H、L-苏氨酸浓度及异丙醇浓度。在最适p H 7.5~8.0,L-苏氨酸浓度50g/L,添加5%的异丙醇及0.5g/L NAD+,分别加入0.6g/L苏氨酸脱氨酶、2g/L亮氨酸脱氢酶及2g/L酮还原酶,反应20h,可实现L-2-氨基丁酸的摩尔产率为99%,产量为43g/L。该结果为L-2-氨基丁酸的制备提供了一种新的思路。     

定点饱和突变提高Lactobacillus casei L-乳酸脱氢酶对苯丙酮酸的催化效率

【背景】光学纯L-苯乳酸是一种天然防腐剂,也是一种高附加值的手性分子,在食品、制药和材料等领域有广阔的应用前景。本实验室已发现来源于Lactobacillus casei CICIM B1192的NADH依赖型L-乳酸脱氢酶(L-LcLDH)可不对称还原苯丙酮酸制备L-苯乳酸,但其活性较低。为提高L-LcLDH催化苯丙酮酸的催化效率,构建了一个单突变体L-LcLDH~(Q88R),其催化效率kcat/Km是L-LcLDH的4.9倍。【目的】为进一步提高L-LcLDH~(Q88R)催化苯丙酮酸的催化效率,采用饱和突变技术将位于L-LcLDH~(Q88R)底物结合口袋附近的氨基酸残基Ile~(229)随机替换为其他氨基酸,以获得活性更高的优良突变体。【方法】以重组表达质粒p ET-22b-LcldhQ88R为模板,采用全质粒PCR技术对L-LcLDH~(Q88R)基因(LcldhQ88R)中编码Ile~(229)的密码子实施饱和突变,构建突变转化子文库。以催化苯丙酮酸的活性为指标,从文库中筛选出优良的突变转化子。【结果】突变转化子(Escherichia coli/Lcldh~(Q88R/I229Q))表达出一种由Arg和Gln分别替换了Gln88和Ile~(229)的双突变体L-LcLDH~(Q88R/I229Q)。重组表达产物L-LcLDH~(Q88R/I229Q)的酶学性质分析表明:L-LcLDH~(Q88R/I229Q)的比活性是L-LcLDH的18.5倍,是L-LcLDH~(Q88R)的2.3倍;其催化效率分别为后两者的6.8倍和1.4倍。L-LcLDH突变前后的温度和pH特性改变不大。根据分子对接结果推测出,双突变Q88R/I229Q导致L-LcLDH的底物结合口袋的入口变大和构型的变化可能对其催化活性的提高发挥了重要作用。【结论】双突变Q88R/I229Q显著提高了L-LcLDH的活性和催化效率,使得L-LcLDH~(Q88R/I229Q)在不对称还原苯丙酮酸制备L-苯乳酸中成为有潜力的工具酶。     

嗜热菌的耐热L-乳酸脱氢酶的研究

从广东各地的热温泉(55—95℃)水样中,分离到200余株最适生长温度高于70℃的极端嗜热菌。其中一株编号为HG25,具有耐热胞内L-乳酸脱氢酶(L—Lactate dehydrogenase EC．1．1．1．27．,简称LDH),有栖热菌属(Thermus)的特征,革兰氏阴性,无芽孢,好氧,不运动,产黄色素,最适生长温度为65—75℃,最高生长温度为85℃,最低为40℃,不水解淀粉,不从葡萄糖产酸,DNA的G+c百分含量为65mol％,L-乳酸脱氢酶经硫酸铵分级沉淀、DEAE-纤维素生层析作了初步提纯,比活提高7倍,LDH还原丙酮酸反血的最运温度为6 0℃,最适PH为8 0,酶在70℃稳定,保温10分钟后,仍保留85％的原始酶活力。失活半寿期(t1/2)为85℃10分钟。     

高产葡萄糖异构酶菌种选育

本文介绍了以甜菜糖蜜为原料生产葡萄糖异构酶的新菌种游动放线菌Ｅ２１５的选育及工艺条件试验、菌种Ｅ２１５摇瓶最高产酶７７２单位,１０立升发酵罐产酶５７０单位,发酵周期７２小时,胞外酶含量１０％以下,产酶性能稳定。     

谷氨酸棒杆菌TL1105的L-组氨酸生物合成途径分析

目的：对谷氨酸棒杆菌TL1105由葡萄糖生物合成L-组氨酸的代谢途径进行分析,以确定L-组氨酸合成的最佳途径和最大理论产率。方法：运用METATOOL软件对谷氨酸棒杆菌TL1105合成L-组氨酸进行途径分析。结果：确定了L-组氨酸合成的最佳途径,并确定最大理论产率为1．2;通过比较途径分析所获得的基础反应模型,确定了5-磷酸核糖焦磷酸是L-组氨酸合成途径的关键节点,并且确定了谷氨酸的大量合成是L-组氨酸合成的重要前提;添加谷氨酸,L-组氨酸的产量提高了39．2％。结论：以途径分析为指导,改变外界环境因子,L-组氨酸的产量得到显著的提高。     

林木空间分布格局分析方法

采用5块实地调查样地和30块模拟样地,通过基于Ripley K-函数的L-函数、双相关函数和角尺度方法在林木空间分布格局研究中的比较分析,得出如下结论:双相关函数和角尺度在判断的准确性方面优于L-函数;角尺度在有效性和可行性方面比L-函数和双相关函数更强,并且它能利用角尺度分布图和均值同时作定性和定量分析,从而使其优势更加明显。     

查尔酮异构酶基因的克隆序列分析及在大肠杆菌中的表达

从矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)花瓣的cDNA中克隆了查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)的基因chi-a,进行了序列分析。结果表明,chi-a基因全长726 bp,编码241个氨基酸。并在大肠杆菌中表达了chi-a基因,对来源于不同植物种的CHI进行了同源性比较分析。     

硫酸锌(ZnSO4)对米根霉发酵产乳酸的影响

[目的]为了了解无机盐与米根霉L-乳酸代谢之间的关系,提高米根霉菌株RLC41-6发酵产L-乳酸的产率与质量,研究了ZnSO4浓度与菌株乳酸代谢和细胞内乳酸脱氢酶活性的关系.[方法]在米根霉培养基中加入不同浓度ZnSO4,经过36℃培养36 h后,应用HPLC-反相色谱法测定产物中的L-乳酸含量,并利用活性PAGE分析法测定细胞内乳酸脱氢酶的活性和组成.[结果]实验结果显示,ZnSO4对除LDH1之外的其它几条同工酶都有促进作用,尤其对LDH4,LDH5作用明显,当ZnSO4浓度大于0.02％时,LDH4,LDH5达到最大水平,同时高浓度的锌离子在体外抑制了LDH的活性.当ZnSO4浓度为0.02％时LDH酶活达到最大200 U/mL,HPLC图谱表明,此时发酵产物的只有L-乳酸,且产量达到最大137g/L,乳酸转化率为91％.[结论]Zn+会影响米根霉的乳酸代谢过程,并导致发酵过程中产物类型的变化,合适浓度的ZnSO4在米根霉代谢产乳酸的过程中,提高了乳酸脱氢酶LDH的表达,抑制丙酮酸进入苹果酸和富马酸途径,从而有利于提高葡萄糖到乳酸的代谢.