亮氨酸脱氢酶与甲酸脱氢酶共表达菌株发酵产酶条件优化及其在L-2-氨基丁酸合成中的应用

摘要

亮氨酸脱氢酶催化2-酮丁酸生成L-2-氨基丁酸需要辅酶NADH参与,构建Escherichia coli(LeuDH/FDH),通过共表达亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶实现了辅酶NADH胞内循环再生.通过产酶条件优化,提高该菌株催化制备L-2-氨基丁酸的效率.结果 表明,在5L发酵罐上,在诱导温度为22℃、诱导剂乳糖质量浓度为8.0 g/L和诱导时间为17 h的条件下,亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶的酶活分别达到79.2 U/g和216.1 U/g,催化效果最佳.利用该菌株全细胞为催化剂,耦合苏氨酸脱氨酶,在1L反应体系中进行了催化反应,L-苏氨酸质量浓度为180 g/L时,无需额外添加辅酶,8h反应后底物转化率达到99％,L-2-氨基丁酸e.e.值99.5％以上,时空产率19.3 g/(L· h).该研究为建立高效、低成本的L-2-氨基丁酸工业化生产方法提供了基础.