游离细胞催化法生产丙烯酰胺的菌株改造策略

丙烯酰胺是一种重要的酰胺类化合物,其聚合产物——聚丙烯酰胺被广泛应用于三次采油、水处理、造纸、冶金等领域。以腈水合酶为核心的生物催化法,尤其是游离细胞催化法,具有转化效率高、产物纯度高以及环境友好等优点,是目前丙烯酰胺生产的主要方法;而腈水合酶及其生产菌株的性能在丙烯酰胺生产工艺中起着至关重要的作用。分别从细胞层次和酶层次对常用的生产菌株性能改造策略进行了简介,并重点阐述了目前用于腈水合酶生产菌株改造的基因重组策略。最后介绍了腈水合酶和产酶细胞的协同改造策略及改造效果。其中,通过对产腈水合酶红球菌R.ruber TH在酶和细胞层面的协同改造,重组游离细胞TH8实现了工业规模约500g/L高浓丙烯酰胺的三批次水合制备。