重组枯草芽孢杆菌全细胞催化高效合成2′-脱氧腺苷

摘要

以枯草芽孢杆菌168(简写为BS)为宿主,以脱氧胸苷和腺嘌呤为底物,异源表达组合来源于大肠杆菌(E.coli)的嘧啶核苷磷酸化酶(PyNP)与嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)作为催化酶源,全细胞催化合成2′-脱氧腺苷(dA)。首先,以BS敲除内源性的PNP(由基因deoD编码,Gene ID:940038)后的菌株BS0为出发菌株,经过PyNP1酶(来源于E.coli,Gene ID:948901)与PNP3酶(来源于E.coli,Gene ID:945654)的重组表达得到CW3,再优化PyNP1与PNP3的对核糖体结合位点(RBS)序列得到重组菌株CW3-3,在CW3-3作用下,dA的产量为133.4 g/L,脱氧胸苷的转化率为64.3%;其次,以CW3-3为出发菌株,利用互作短肽构建自组装多酶复合物,经过PyNP1酶N端融合RIAD,PNP3酶C端融合RIDD(其中RIAD和RIDD为互作短肽标签)处理后,PyNP1酶N端融合4个RIAD标签得到重组菌株CW17,在其作用下,dA的产量达到179.6 g/L,显著提升了底物转化率;最后,对重组菌株CW17全细胞催化条件细胞添加质量浓度及催化反应温度进行了优化,在细胞添加质量浓度为150g/L,反应温度50℃条件下,dA的产量达到200.3g/L,脱氧胸苷的转化率为96.6%。