特基拉芽孢杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶的异源表达及高密度发酵

L-天冬氨酸α-脱羧酶（L-aspartate α-decarboxylase，PanD）能选择性脱去L-天冬氨酸的α-羧基生成β-丙氨酸，具有重要的工业应用价值。以特基拉芽孢杆菌（Bacillus tequilensis）PanD37的基因组为模板，扩增PanD表达基因panD，构建表达质粒pET32a（＋）-panD，转入Escherichia coli BL21（DE3）成功实现异源表达。利用摇床和发酵罐优化培养条件实现高密度发酵，确定最佳培养条件为：37?℃培养8?h，加入终浓度0.5?mmol/L的异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside，IPTG）降温至26?℃诱导，采用葡萄糖为碳源并控制初始质量浓度为5?g/L，发酵过程中采用pH-stat方式补料。在此基础上利用5?L发酵罐进行发酵产酶，酶活力最高可达1?109.8?U/mL，OD600?nm达到106.3。全细胞催化100?g/L?L-天冬氨酸，反应10?h物质的量转化率为99.2%。构建的重组菌经发酵优化后具有较高的细胞浓度和PanD活力，为生物法β-丙氨酸的工业化生产与应用提供理论支持。