产苯丙氨酸解氨酶重组大肠杆菌的培养.pdfVIP

科技情报开发与经济 SC1一TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY 2010年 第2O卷 第 11期 文章编号：l0o56o33(2010)ll—Ol28—04 收稿 日期：2010-02—28 产苯丙氨酸解氨酶重组大肠杆菌的培养 郑 正 (清远职业技术学院食品药品系，广东清远，5ll5lO) 摘 要 ：L_苯丙氨酸是人体 8种必需氨基酸之一 。酶法转化是 目前生产 L．苯丙氨酸的 主要方法。为了提高苯丙氨酸解氨酶的产量，对可高效表达苯丙氨酸解氨酶基因的重 组大肠杆菌JM105进行培养，对发酵过程中pH值对工程茵生长的影响进行 了研究。 结果表明，摇瓶培养条件下，控制发酵过程中发酵液的pH值可显著提高茵体产量，当 控制 pH值为7．0左右时，茵体量比对照高87％。在初始pH值为7．5的情况下，培养 10h后将培养液pH值分别调整为5．5…606．5…707．5和 8．0，则以pH值为7．5时的 茵体量最高。lOL发酵罐中控制发酵液 pH值为 7．5，茵体密度可达A~=20mol／L (DCW=Il L)。比不控制pH值高出33％。试验结果为进一步开展该工程茵的高密度 培养提供了一定的参考。 关键词：苯丙氨酸解氨酶；重组大肠杆菌；工程茵；发酵 pH值 中图分类号：Q939．11 文献标识码：A 透性较低．不利于细胞内苯丙氨酸解氨酶与细胞外肉桂酸之间 1 苯丙氨酸及其生产 的接触，从而使转化效率降低，使得 目前国内苯丙氨酸的生产成 L一苯丙氨酸是人体 8种必需氨基酸之一 ，用于制备多种氨 本长期居高不下，严重制约了我国苯丙氨酸的生产。因此一些学 基酸输液，综合氨基酸制剂以及营养强化剂 ，是功能性食品添加 者采用苯丙氨酸解氨酶重组大肠杆菌来高效表达合成PALt蚓， 剂阿斯巴甜(APM)生产的主要原料 【I。L一苯丙氨酸的生产主要 进行L_苯丙氨酸的生产。 有蛋白质水解提取法、化学合成法、发酵法和酶法。其中，发酵法 虽然 目前PAL在大肠杆菌中可以得到高效表达，但如何实 和酶法是主要的生产方法。直接发酵法由于可直接利用农副产 现重组菌株的高密度培养方面的研究少见报道。基因工程菌高 品生产苯丙氨酸而受到人们的重视，但该方法仍面临着微生物 密度发酵技术是基因工程技术生产应用的基础，能否实现高密 体内复杂的调控机制、发酵液组分复杂、提取困难等问题。酶法 度培养及高 目标产物浓度，是工程菌能否以较低成本实现规模 又称二步生产法，是首先通过发酵培养获得大量微生物，再利用 生产的决定性因素。因此，必须结合高密度发酵的各个工艺条 微生物细胞内的酶系催化L_苯丙氨酸的合成前体如苯丙酮酸或 件，简化操作工艺，降低工业成本，最终使 目标产物生产的规模 肉桂酸合成L一苯丙氨酸。因此实际是发酵和酶法转化的结合。酶 化和产业化得以实现。 法生产由于具有产物浓度高、纯化步骤少、生产能力强等优点， 2 影响工程菌生长的因素 目前被大部分苯丙氨酸生产厂家所采用，但是该方法的一个致 命缺点是生产成本过高。酶法苯丙氨酸生产有两条常用的生产 2．1 营养物质 路线，一条以苯丙酮酸转氨酶催化苯丙酮酸生成苯丙氨酸，另一 高密度发酵要获得高生物量和高浓度表达产物，需投入几 条途径是以苯丙氨酸解氨酶催化肉桂酸生成苯丙氨酸。近年来， 倍于生物量的基质以满足细菌迅速生长繁殖及大量表达基因产 由于肉桂酸合成技术