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结合色氨酸途径改造和卤化酶分子改造提高全细胞催化7-氯-色氨酸合成能力
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作者 赵丽雯 王天奥 +1 位作者 周镔 侯颖 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第11期23-29,共7页
7-氯-色氨酸(7-Cl-Trp)具有重要生物活性,被广泛用于制药、化学和农业领域。前期研究中,通过在E.coli中同时表达L-氨基酸脱氨酶(L-amino acid deaminase,L-AAD)和卤化酶构建全细胞催化剂,合成7-Cl-Trp,并通过L-AAD和卤化酶表达水平调节... 7-氯-色氨酸(7-Cl-Trp)具有重要生物活性,被广泛用于制药、化学和农业领域。前期研究中,通过在E.coli中同时表达L-氨基酸脱氨酶(L-amino acid deaminase,L-AAD)和卤化酶构建全细胞催化剂,合成7-Cl-Trp,并通过L-AAD和卤化酶表达水平调节和加强辅酶供应提高7-Cl-Trp合成量。但是7-Cl-Trp合成仍受限于底物色氨酸降解副反应及卤化酶催化效率低。该研究中,首先通过敲除色氨酸降解基因tnaA阻断副反应提高色氨酸利用率,7-Cl-Trp合成量提高了15.8%;然后通过结合定向进化结合定点突变对卤化酶进行分子改造,三点突变体F104Y/T278C/N346E全细胞催化7-Cl-Trp合成量提高了54.9%,动力学分析表明,三点突变体的Kcat增加了50.0%,K_(m)减少了9.2%,整体催化效率提高了65.2%;最后,对全细胞催化条件进行优化,在最优催化条件下(40℃,pH 7.4,400 mg/L色氨酸,10μmol/L黄素腺嘌呤二核苷酸)下,12 h后,7-Cl-Trp合成量为105.7 mg/L。该研究为全细胞催化合成卤化物提供了新思路。 展开更多
关键词 7-氯-色氨酸 卤化酶 L-氨基酸脱氨酶 色氨酸酶 定向进化
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