构建高效糖配体再生重组菌生物催化合成莱鲍迪苷D

摘要

利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)蔗糖合酶AtSUS3构建活化糖配体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)再生体系,与高效催化莱鲍迪苷D(rebaudioside D,RD)合成的糖基转移酶协同偶联完成RD的高效生物催化.从拟南芥cDNA克隆获得AtSUS3基因,将其装配至pET28a获得表达质粒pLW105,随后pLW105与携带糖基转移酶EUGT11基因的质粒共转化大肠杆菌BL21 (DE3)构建双酶共表达工程菌.在不添加UDPG或者尿核苷二磷酸(uridine diphosphate,UDP)的条件下,以上述双酶共表达工程菌全细胞催化莱鲍迪苷A(RA)获得的底物摩尔转化率大于80％,RD产量达到930 mg/L.随后构建双酶基因串连质粒pLW108及双酶共表达大肠杆菌BL21 (DE3)工程菌.用串连质粒构建的工程菌催化效果与双质粒共转化相同.采用共表达双酶工程菌的发酵破碎粗酶进行催化,结果显示以粗酶催化可简化催化体系,并可将细胞催化体系所需高质量浓度蔗糖用量降至质量浓度5 g/100 mL,同时在不添加外源UDPG的条件下实现RD的高效生物催化,RA底物摩尔转化率达到93％,RD产量约为1 051 mg/L.