双酶体系高效制备(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇

人工合成经密码子优化的羰基还原酶基因Sys1,并与葡萄糖脱氢酶基因Sygdh共克隆至双启动子表达质粒p ETDuet-1中,获重组质粒p ETDuet-Sygdh-Sys1。将其转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3),构建了共表达羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶的重组工程菌E.coli BL21/p ETDuet-Sygdh-Sys1。以经IPTG诱导的重组菌为生物催化剂,不对称还原间-氯苯甲酰甲基氯(m-CPC),制备手性药物中间体(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇((R)-CCE)。在m-CPC 30 mmol/L、重组湿菌体70 mg/m L、葡萄糖40 mmol/L、辅酶NADP+0.2 mmol/L,以及p H 7.0、反应温度40℃和反应时间3 h等条件下,所获手性化合物(R)-CCE的摩尔产率高达99.0%,对映体过量值(e.e.值)为100%。     

胃乙醇脱氢酶δδ-ADH的原核表达及酶学性质

为获得人胃乙醇脱氢酶δδ-ADH,根据GeneBank中δδ-ADH的基因序列合成目的基因ADH7,构建重组表达载体pET-32a(+)-ADH7,并转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3)。获得的阳性转化子经异丙基硫化-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达,SDS-PAGE电泳结果显示,目的蛋白质以包涵体的形式得到大量表达。用1 mol/L尿素溶解包涵体获得有活性的粗酶液,经HisTrapTM excel亲和层析柱纯化获得目的蛋白质,检测δδ-ADH酶活并对其基本酶学性质进行研究。结果显示,δδ-ADH的活性为2.085 U/mg,Km为28.43 mmol/L,Vmax为316.46μmol/(L·min)。δδ-ADH的最适反应温度为40℃,在30～50℃范围内温浴60 min,相对酶活在47%以上;最适pH为9.0,将δδ-ADH在不同pH(pH 3.0～11.0)的广泛缓冲液中于25℃保温30 min,在pH 6.0～11.0范围内酶活较稳定。pH 5.0时,相对酶活剩余60%;在0、500、1 000、1 500 mmol/L乙醇中37℃温浴30 min,相对酶活分别为65.6%、51.1%、45.4%和44.4%。     

耐热木聚糖酶基因xyn11EM在大肠杆菌中的表达

将人工合成经密码子优化的11家族耐热木聚糖酶基因xyn11~(EM)克隆至表达质粒p ET-28a(+)中,获得重组质粒p ET-28a-xyn11~(EM)。将其转化Escherichia coli BL21(DE3),构建表达耐热木聚糖酶的重组工程菌E.coli BL21/xyn11~(EM)。用IPTG诱导表达重组木聚糖酶Xyn11~(EM)(re Xyn11~(EM)),酶活性可达47.5 U/m L。SDS-PAGE分析显示,re Xyn11~(EM)的表观相对分子质量为24 800。re Xyn11~(EM)的最适反应温度为70℃,在70℃以下稳定。最适反应p H为6.5~7.0,在p H5.0~8.0范围内稳定。大多数金属离子和EDTA对该重组酶的活性影响不大。re Xyn11~(EM)的Km和Vmax值分别为7.2 mg/m L和54.7 U/mg。结果表明xyn11~(EM)成功在E.coli中实现了异源表达,其良好的热稳定性具有较好的工业应用潜力。     

一株嗜热梭菌β-1,4-葡聚糖内切酶基因的克隆及表达

以嗜热梭菌(Symbiobacterium thermophilum IAM 14863)基因组DNA为模板克隆了编码葡聚糖内切酶的基因,同时将该酶基因构建于表达载体pET32a(+)中,获得重组表达载体pET32a-Glu,转化至E.coli BL21(DE3)PLYS中并进行表达。结果表明:该基因大小为1 101 bp,共编码366个氨基酸;SDS-PAGE电泳结果表明该基因在E.coli BL21(DE3)PLYS中得到了有效表达,相对分子质量约为60 kDa,纯化后重组酶活力为103 U/mL;酶学性质实验结果表明:酶最适pH值为5左右,最适反应温度为55℃,且此酶具有良好的耐热性(75℃左右)和pH值稳定性。     

多酶偶联催化制备手性化合物（S）-环氧苯乙烷

在水/有机两相中将羰基还原酶SyS1、葡萄糖1-脱氢酶SyGDH和卤代醇脱卤酶CSyHheC偶联催化α-溴代苯乙酮以高效制备(S)-环氧苯乙烷(SO)。第1步反应催化α-溴代苯乙酮不对称还原为(S)-2-溴-1-苯基乙醇((S)-BPE)及NADPH的原位再生,其优化的反应条件:100 mmol/L磷酸钾缓冲液(p H 8.0)/正己烷(V∶V=4∶6)、40 mmol/Lα-溴代苯乙酮、80 mmol/LD-葡萄糖、0.2 mmol/L NADP+和70 mg/m L E.coli/Sygdh-Sys1湿菌体(共表达SyGDH和SyS1),终体积1.0 m L,35℃反应8 h。第2步反应催化(S)-BPE脱卤闭环为(S)-SO,其反应条件:在上述反应体系中加入磷酸钾缓冲液(p H 8.0)和0.3 U SyHheC,终体积2.0 m L,35℃反应30 min。通过连续2步酶催化反应,终产物(S)-SO的摩尔产率为99%、对映体过量值99%。     

果聚糖蔗糖酶基因的克隆表达及酶学性质分析

将来源于解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的果聚糖蔗糖酶(levansucrase)基因进行克隆,并将其在Escherichia coli BL21(DE3)中表达。对发酵产酶后的菌体进行破壁和离心,粗酶液经镍柱纯化后,进行酶学性质研究。结果表明,重组酶的水解酶活和转移酶活最适温度分别为45℃和40℃,最适pH分别为6.5和6.0。此外,果聚糖蔗糖酶的K_m和V_(max)分别为150.74mmol/L和21.23μmol/(mL·min)。最后,在pH 6.0、40℃条件下,果聚糖蔗糖酶催化反应12 h后,体系中果聚糖质量分数可达34.05%。     

Streptomyces septatus磷脂酶D在毕赤酵母中的重组表达及酶学性质分析

以Streptomyces septatus TCCC 21057基因组为模板,扩增得到磷脂酶D(phospholipase D,PLD)基因(pld),经合成获得pld密码子优化基因(pldm),以pPIC9K为表达载体,毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115为宿主菌株,构建获得毕赤酵母重组菌株GS115/pPIC9K-pldm,摇瓶发酵后获得的重组PLD(rPLDM)转酯活力达2.37 U/mL;rPLDM经纯化后进行转酯酶学性质分析,其最适作用温度为60℃,最适作用pH值为6.5;在单水相反应体系中,40℃、pH 6.5、Ca~(2+)浓度10 mmol/L、大豆磷脂酰胆碱和L-丝氨酸物质的量比1∶10、rPLDM添加4.0 U/mL,反应6 h后,磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)的产率可达到33%。本研究通过对rPLDM的重组表达、转酯酶学性质及催化合成PS的研究,为进一步实现酶法合成新资源食品PS奠定了基础。     

产亚油酸异构酶菌株的诱变选育及其酶学性质研究

以保加利亚乳杆菌为出发菌株,经紫外诱变选育,获得2株高产酶突变株A1及A2,其酶活分别为30.1U/mL、32.1U/mL,酶活较出发菌株分别提高45%和54%.酶学性质研究表明,A2菌株产亚油酸异构酶的最适反应温度分别为40℃,最适pH 6.5,酶在低于40%时具有良好的热稳定性,pH 6.0～7.0时较稳定.以Lineweaver-Burk双倒数作图法求得亚油酸异构酶的Km为0.039 mmol/L,Vmax为0.24mmol/(h·mg).     

生物转化法应用重组谷氨酰转肽酶合成L-茶氨酸

构建了一个高效表达大肠杆菌来源的GGT重组质粒pET28a-GGT并转化E.coli BL21 (DE3),工程菌株经0.2mmol/L IPTG,20℃诱导表达8h,粗酶液的酶活达到1.5U/mL,大约是出发菌株E.coli K-12的26倍.工程菌粗酶液以267mmol/L L-谷氨酰胺和2.0mol/L乙胺作底物,37℃、pH10.0条件下反应4h,L-茶氨酸的生成量达到26.9g/L,L-谷氨酰胺的转化率为57.8%.     

谷氨酸棒杆菌表达大肠杆菌来源海藻糖酶

对谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum）表达大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）来源海藻糖酶进行研究。构建重组C.glutamicum菌株Cgtrl表达E.coli BL21来源海藻糖酶。菌株Cgtrl海藻糖酶最适表达条件：诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG）添加量为0.5 mmol/L,诱导温度为22℃,诱导时间为12 h。在最适表达条件下重组海藻糖酶酶活为9.1 U/mL。重组海藻糖酶酶学性质研究表明,未经纯化的重组海藻糖酶具有较好的底物特异性能,专一性水解海藻糖,海藻糖水解率在96%以上,低温条件下稳定性较好,能够长时间低温保存,最适作用温度为45℃,最适作用pH值为6.6。