桥联黄素再生NAD^(+)耦联L-谷氨酸脱氢酶高效产α-酮戊二酸

摘要

在L-谷氨酸脱氢酶(EC 1.4.1.3,L-GluDH)催化L-谷氨酸氧化脱氨过程中涉及昂贵的氧化型烟酰胺辅因子NAD^(+),因此需要构建其再生体系以降低成本。通过构建桥联黄素(F4)耦联L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸(α-KG)的新型均相体系,桥联黄素能高效氧化天然还原型烟酰胺辅因子NADH至其氧化态NAD^(+),从而减缓NADH对L-谷氨酸脱氢酶的抑制,提高α-KG产率的同时降低NAD^(+)用量。通过单因素考察,筛选得到来自艰难梭菌的L-谷氨酸脱氢酶作为酶源,在Tris-HCl缓冲液环境下进行氧化脱氨反应,结合响应面法(RSM)确立了最佳反应条件:NAD^(+)浓度1 mmol/L,F4浓度1 mmol/L,pH 8。在底物L-谷氨酸15 mmol/L条件下放大反应,24 hα-KG的收率达到92%。