组合蛋白质工程和代谢工程设计全细胞催化剂合成靛蓝和靛玉红

作     者：李阳 朱俊歌 王建军 夏焕章 吴胜 Yang Li;Junge Zhu;Jianjun Wang;Huanzhang Xia;Sheng Wu

作者机构：沈阳药科大学生命科学和生物制药学院辽宁沈阳110016 中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室北京100101 

基　　金：国家自然科学基金(No.31070718) 中国科学院微生物研究所基础前沿研究项目(No.KSCX2-EW-J-6)资助 

出 版 物：《生物工程学报》 (Chinese Journal of Biotechnology)

年 卷 期：2016年第32卷第1期

页      码：41-50页

摘      要：从嗜高温放线菌Thermobifida fusca中分离得到的苯基丙酮单加氧酶主要催化芳香族化合物的Baeyer-Villiger氧化反应。对该酶的结构和功能进行研究时,发现位于底物结合口袋的Met446位点突变可以赋予突变酶催化C-H键活化的新功能,氧化吲哚合成靛蓝和靛玉红,但产量仅为1.89 mg/L。为了获得合成靛蓝和靛玉红的全细胞催化剂,直接补加吲哚并不能提高细胞合成效率,补加吲哚的前体物质L-色氨酸可以使细胞合成靛蓝和靛玉红的能力提高4.5倍,达到8.43 mg/L。为了进一步提高细胞的生物合成效率,通过代谢工程改造大肠杆菌的糖代谢途径,阻断葡萄糖异构酶基因pgi,使磷酸戊糖途径代替糖酵解途径成为葡萄糖的主要代谢通路,从而为细胞提供更多氧化吲哚所需的辅因子NADPH,导致细胞合成靛蓝和靛玉红的效率进一步提高3倍,达到25 mg/L。通过组合蛋白质工程和代谢工程设计全细胞催化剂不仅可以高效地合成靛蓝和靛玉红,而且设计理念为相关全细胞催化剂的开发提供了一种新的策略。

主 题 词：靛蓝 靛玉红 苯基丙酮单加氧酶 蛋白质工程 代谢工程 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

核心收录：

D　O　I：10.13345/j.cjb.150137

馆 藏 号：203797770...