用重组大肠杆菌JM109(pKST11)转化苯生产顺-1,2-二羟基-3,5-环己二烯

摘要

顺-1,2-二羟基-3,5-环己二烯(简称DHCD)是航天业、电子工业、医药业以及精细化工业上重要的手性化合物.利用重组E.coli JM109 (pKST11),采用适时监测发酵过程中全细胞甲苯双加氧酶(Toluene dioxygenase,TDO)活性的方法,研究了发酵生产DHCD工艺中的重要影响因子IPTG以及底物苯的供给方式对DHCD产量的影响.研究结果表明:(1)发酵初期利用IPTG诱导TDO的表达,不利于细胞生长,在对数生长中期(6或8h),采用0.5mmol/L IPTG即可诱导出TDO的最高表达.(2)发酵液中的苯对全细胞甲苯双加氧酶(TDO)的活性有抑制作用,而利用液体石蜡作为缓释剂进行两相法发酵则降低了苯的毒害,明显提高了DHCD的产量.当采用传统的通气供苯方法,DHCD的产量仅有7.5 g/L;批式添加液体石蜡与苯的混溶物使DHCD的产量提高到22.6 g/L,是通气供苯法的3倍;而采用流加的方式添加液体石蜡与苯的混溶物使DHCD的产量进一步提高到36.8 g/L,是通气供苯法的5倍.证明通过发酵工艺的优化可以解决苯的毒害与苯作为反应底物在水相中需要有一定浓度之间的矛盾,获得较好的转化结果.