胞磷胆碱生产过程中的关键酶—胆碱激酶的表达优化

摘要

胞磷胆碱是核苷酸类衍生物,药理上有改善脑组织代谢,调节脑血管张力及保护脑神经的作用.生物合成法是目前制备胞磷胆碱的主要方法,然而传统方法是以酵母菌泥为生物酶源催化产胞磷胆碱,其底物转化率低,催化周期长,且有大量中间产物积累,不利于大规模工业化过程中的成本节约.本研究旨在提高胞磷胆碱合成过程中关键酶—胆碱激酶的蛋白表达水平.大肠杆菌蛋白融合表达技术取得了很好的效果,通过融合可溶蛋白标签,如GST(谷胱甘肽S-转移酶)标签或MBP(麦芽糖结合蛋白)标签,胆碱激酶表达水平有了显著提升.其中含有MBP-CKI融合蛋白的重组大肠杆菌E.coli Rosetta(DE3)/pET42a-CKI中胆碱激酶酶活更是达到了达到1.48U/mg,是酵母野生型Saccharomyces cerevisia X2180-1A酶活的近80倍.进一步,又构建了胆碱激酶和磷酰胆碱胞苷酸转移酶共表达系统,含有CCT-CKI融合蛋白的E.coli Rosetta(DE3)/pET28a-CCT-CKI中胆碱激酶酶活达到1.94U/mg,且大部分蛋白以可溶表达的形式存在于细胞内,其胆碱激酶活性高于已报道过的和本研究构建的其他所有基因工程菌株,同时该菌也具有一定的磷酰胆碱胞苷酸转移酶活性.