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酶法催化二氧化碳制备高附加值化学品研究进展 被引量:9
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作者 梁珊 宗敏华 娄文勇 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1099-1114,共16页
现代工业的发展不断消耗煤、石油、天然气等碳化石燃料,并产生了大量的温室气体CO2,使人类面临能源和环境的双重挑战,开发绿色能源、控制CO2对环境的影响迫在眉睫. CO2是一种廉价的碳源,可通过化学法、光化学法、电化学法或酶法等转化... 现代工业的发展不断消耗煤、石油、天然气等碳化石燃料,并产生了大量的温室气体CO2,使人类面临能源和环境的双重挑战,开发绿色能源、控制CO2对环境的影响迫在眉睫. CO2是一种廉价的碳源,可通过化学法、光化学法、电化学法或酶法等转化为高附加值含碳化学品,实现CO2的资源化循环利用,是解决全球碳排放所带来的能源和环境危机的双赢策略.受CO2胞内天然生物转化的启发,酶法为CO2的循环利用带来了新的机遇,相比于传统的化学及光、电化学法,可表现出绿色、高效、温和、高选择性等优点,有望为CO2高值化利用带来新的契机.有鉴于此,本文从胞内CO2生物转化机理出发,综述了国内外近年来多种单酶及多酶级联催化CO2高值化利用的最新研究进展,并交叉论述了固定化酶催化体系的构建、酶定向进化和改造、酶催化过程调控等内容,总结了酶法转化目前存在的缺陷和不足,并提出了展望,以期为酶法催化CO2高值化利用提供一定的参考和借鉴. 展开更多
关键词 CO2 酶法转化 高值化 还原 级联催化 能源 环境
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基于封装酶的金属有机框架纳米酶级联催化实现鱼肉中次黄嘌呤的可视化检测
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作者 张潇匀 王婧力 +2 位作者 王依琳 王秀丹 程江峰 《食品安全质量检测学报》 CAS 北大核心 2023年第17期45-53,共9页
目的基于金属有机框架(metal-organic framework,MOF)封装黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)构建纳米酶级联催化体系,实现次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)的可视化检测。方法室温下采用一步法仿生矿化工艺将天然酶XOD封装于1,4-苯二甲酸铜(... 目的基于金属有机框架(metal-organic framework,MOF)封装黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)构建纳米酶级联催化体系,实现次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)的可视化检测。方法室温下采用一步法仿生矿化工艺将天然酶XOD封装于1,4-苯二甲酸铜(copper 1,4-benzenedicarboxylate,CuBDC)MOF纳米酶中,制备封装酶的金属有机框架材料(XOD@CuBDC),探究其过氧化物酶活性及级联催化性能。通过最适反应条件的优化,建立颜色强度与Hx浓度的标准曲线,考察该方法对鱼肉中Hx的检测。结果与使用游离XOD和CuBDC组成的级联反应系统比较,XOD@CuBDC催化速度更快,显色强度更强,酶储存更稳定。该体系的颜色强度与Hx浓度在0.015~0.470 mmol/L范围内具有线性关系(r^(2)>0.99),方法检出限(S/N=3)为10.47μmol/L。应用于不同新鲜程度的牙鲆鱼肉中Hx含量测定,结果与高效液相色谱法呈线性关系,相关性为0.98865。结论构建的XOD@CuBDC纳米酶级联催化体系具有良好的稳定性和催化性能,能够用于鱼肉中Hx的快速检测。 展开更多
关键词 纳米酶 封装酶的金属有机框架 级联催化 次黄嘌呤
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甲硫氨酸亚砜还原酶的高通量活性级联催化筛选
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作者 张权 江旭 +1 位作者 赵宇艳 杨加伟 《遵义医科大学学报》 2023年第2期205-213,共9页
目的建立一种甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)的高通量活性级联催化筛选系统,为后续的定向进化改造等研究提供简便高效的活性筛选方法。方法诱导甲硫氨酸亚砜还原酶A(MsrA)、甲硫氨酸亚砜还原酶B(MsrB)、硫氧还蛋白(Trx)及硫氧还蛋白还原酶(Tr... 目的建立一种甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)的高通量活性级联催化筛选系统,为后续的定向进化改造等研究提供简便高效的活性筛选方法。方法诱导甲硫氨酸亚砜还原酶A(MsrA)、甲硫氨酸亚砜还原酶B(MsrB)、硫氧还蛋白(Trx)及硫氧还蛋白还原酶(TrxR)的重组表达,使用气相色谱及手性液相色谱分别检测反应体系中NADPH参与MsrA/MsrB催化消旋体苯甲亚砜还原成硫醚的转化率及对映体过量(ee)值。构建MsrA/MsrB+Trx+TrxR+NADPH的微量级联催化反应系统,使用酶标仪实时检测NADPH在340 nm吸光度值的减少量,监测MsrA和MsrB的酶活性。结果在NADPH参与下,MsrA、MsrB展出了苯甲亚砜还原活性,以及较好的对应选择性,表明NADPH参与了MsrA、MsrB催化消旋体苯甲亚砜还原成硫醚。建立了MsrA和MsrB的96孔微量重组表达体系,并通过级联催化系统在每一个培养孔中均成功检出MsrA和MsrB的催化活性。而且,每个培养孔中,重组蛋白活性均较为一致,MsrA的差异系数在10.64%以下,MsrB的差异系数在4.10%以下。结论成功开发了一种简便、高效的甲硫氨酸亚砜还原酶高通量活性筛选级联催化系统,为后续进行该酶的定向进化改造提供一种快速简便的大规模筛选方案。 展开更多
关键词 甲硫氨酸亚砜还原酶 级联催化 高通量筛选 NADPH
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多酶催化剂的制备及其应用 被引量:3
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作者 陈必强 崔彩霞 +1 位作者 谢荣 谭天伟 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1-8,共8页
在生物催化中,很多的复杂反应都需要2个或者多个酶的级联反应催化得到,近几年多酶生物催化开始逐渐取代单酶和细胞发酵,成为酶工程发展的一个热点研究方向。本文对多酶催化剂的制备形式和原理及超分子酶在级联催化中的应用进行了综述。... 在生物催化中,很多的复杂反应都需要2个或者多个酶的级联反应催化得到,近几年多酶生物催化开始逐渐取代单酶和细胞发酵,成为酶工程发展的一个热点研究方向。本文对多酶催化剂的制备形式和原理及超分子酶在级联催化中的应用进行了综述。其中超分子酶的制备技术主要包括非定向的固定化技术和定向的基因融合技术、纤维小体支架技术和DNA支架技术等。 展开更多
关键词 级联催化 超分子酶
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Conjugated microporous polymers-scaffolded enzyme cascade systems with enhanced catalytic activity
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作者 Zhenhua Wu Jiafu Shi +6 位作者 Boyu Zhang Yushuai Jiao Xiangxuan Meng Ziyi Chu Yu Chen Yiran Cheng Zhongyi Jiang 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第8期213-223,共11页
Enhancing catalytic activity of multi-enzyme in vitro through substrate channeling effect is promis-ing yet challenging.Herein,conjugated microporous polymers(CMPs)-scaffolded integrated en-zyme cascade systems(I-ECSs... Enhancing catalytic activity of multi-enzyme in vitro through substrate channeling effect is promis-ing yet challenging.Herein,conjugated microporous polymers(CMPs)-scaffolded integrated en-zyme cascade systems(I-ECSs)are constructed through co-entrapping glucose oxidase(GOx)and horseradish peroxidase(HRP),in which hydrogen peroxide(H_(2)O_(2))is the intermediate product.The interplay of low-resistance mass transfer pathway and appropriate pore wall-H_(2)O_(2)interactions facilitates the directed transfer of H_(2)O_(2),resulting in 2.4-fold and 5.0-fold elevation in catalytic activ-ity compared to free ECSs and separated ECSs,respectively.The substrate channeling effect could be regulated by altering the mass ratio of GOx to HRP.Besides,I-ECSs demonstrate excellent stabili-ties in harsh environments and multiple recycling. 展开更多
关键词 BIOCATALYSIS IMMOBILIZATION Enzyme cascade system Substrate channeling effect Conjugated microporous polymers
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一种具有级联酶促活性金属—有机框架材料的制备及尿酸比色法检测研究
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作者 宋英慈 何颖冰 李新春 《广西医科大学学报》 CAS 2023年第4期561-566,共6页
目的:制备一种具有级联酶催化活性的功能化金属—有机框架(MOF)材料,并将其用于体液中尿酸浓度的比色法测定。方法:以1,3,5-苯三甲酸(BTC)和氯化铁(FeCl3)为原料,在室温下采用一锅合成法包封尿酸氧化酶(UOx),得到UOx@FeBTC。利用扫描电... 目的:制备一种具有级联酶催化活性的功能化金属—有机框架(MOF)材料,并将其用于体液中尿酸浓度的比色法测定。方法:以1,3,5-苯三甲酸(BTC)和氯化铁(FeCl3)为原料,在室温下采用一锅合成法包封尿酸氧化酶(UOx),得到UOx@FeBTC。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、X-射线光电子能谱、紫外—可见光谱、傅里叶变换红外光谱对制备的材料进行表征,明确其性质并证明尿酸酶的成功包封。对UOx@Fe-BTC的合成时间及pH条件进行优化,考察材料的稳定性及特异性。最后利用3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)进行显色反应,对尿酸浓度进行定量检测。结果:成功制备了具有级联酶促效应的UOx@Fe-BTC MOF材料。pH 3.5时,酶促反应活性最强。在优化的分析条件下,尿酸的线性响应范围为5~800μmol/L(R2=0.9975),检测限为1.1μmol/L;常见内源性物质不干扰测定。结论:具有双酶体系的功能MOF材料,可为尿酸水平的常规监测和临床相关疾病诊断提供了一种新的技术手段。 展开更多
关键词 金属—有机框架 尿酸酶 拟酶 尿酸 比色法 级联催化反应
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丝状自组装蛋白支架介导的双酶级联催化体系构建促进D-塔格糖合成
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作者 李英 刘伟 +2 位作者 朱丽英 周治 江凌 《现代食品科技》 CAS 北大核心 2023年第11期48-57,共10页
D-塔格糖是一种稀有的己酮糖,具有低能量、高甜度,在食品领域具有广泛的应用。目前,D-塔格糖的生物合成大多聚焦于异构酶途径及关键酶L-阿拉伯糖异构酶的挖掘与改造,多酶级联催化的应用较少,且受热力学平衡影响转化率较低。该研究首先... D-塔格糖是一种稀有的己酮糖,具有低能量、高甜度,在食品领域具有广泛的应用。目前,D-塔格糖的生物合成大多聚焦于异构酶途径及关键酶L-阿拉伯糖异构酶的挖掘与改造,多酶级联催化的应用较少,且受热力学平衡影响转化率较低。该研究首先构建并表征了来源于Methanocaldococcus jannaschii的丝状自组装蛋白支架EE/KK,结果显示,其在胞内外均可实现有效的荧光蛋白级联互作。其次,在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中应用EE/KK蛋白支架级联组装D-木糖还原酶(SsXR,Scheffersomyces stipitis来源的NAD(P)H-dependent D-xylose Reductase)和半乳糖醇脱氢酶(RlGDH,Rhizobium leguminosarum来源的SDR Family Oxidoreductase),强化基于氧化还原酶途径合成D-塔格糖的效率。相较于游离体系,EE/KK级联体系的D-塔格糖产量提高50%。进一步对级联体系重组菌株BL21-EX/KG(EX和KG分别为EE-SsXR和KK-RlGDH蛋白复合体的缩写)发酵条件进行优化,结果表明:以Luria-Bertani(LB)培养基为发酵培养基,温度20℃,0.1 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside,IPTG)下,以10 g/L乳糖为底物,D-塔格糖产量可达3.93 g/L,对乳糖转化率为0.39 g/g,为理论转化率(0.53 g/g)的74%,高于大多数以乳糖为底物合成D-塔格糖的报道。该研究为D-塔格糖生物合成提供潜在的高效菌株以及多酶级联组装提供有效的工具。 展开更多
关键词 自组装 蛋白支架 D-塔格糖 多酶级联催化
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亮氨酸脱氢酶C端Loop区域的理性设计及多酶级联高效合成L-2-氨基丁酸 被引量:2
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作者 陈佳杰 徐美娟 +4 位作者 杨套伟 张显 邵明龙 李华钟 饶志明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4254-4265,共12页
亮氨酸脱氢酶(Leucinedehydrogenase,LDH)是制备L-2-氨基丁酸的关键限速酶,针对该酶的Loop区域进行改造以提高关键酶的酶活及稳定性从而高效合成L-2-氨基丁酸。通过亮氨酸脱氢酶的分子动力学模拟分析均方根涨落(Root mean square fluctu... 亮氨酸脱氢酶(Leucinedehydrogenase,LDH)是制备L-2-氨基丁酸的关键限速酶,针对该酶的Loop区域进行改造以提高关键酶的酶活及稳定性从而高效合成L-2-氨基丁酸。通过亮氨酸脱氢酶的分子动力学模拟分析均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)值,对其波动非常明显的Loop区域合理设计以得到比酶活提高的截短突变体EsLDHD2,其比酶活为野生型的123.2%;此外,由于L-2-氨基丁酸制备过程中苏氨酸脱氨酶催化L-苏氨酸制备2-酮丁酸的速率过快导致多酶催化不平衡,因此双拷贝亮氨酸脱氢酶及甲酸脱氢酶以平衡多酶催化速率,构建多酶级联催化的单细胞E.coliBL21/pACYCDuet-RM,其摩尔转化率相较于E.coliBL21/pACYCDuet-RO提高74.6%;对菌株E. coli BL21/pACYCDuet-RM的全细胞转化条件进行优化,其最适pH、温度、底物浓度分别为7.5、35℃和80 g/L,此时摩尔转化率大于99%;在1 L转化体系和最适转化条件下分批加入L-苏氨酸80 g和40 g,L-2-氨基丁酸的产量达97.2g。总之,该策略为L-2-氨基丁酸的制备提供了绿色、高效的合成方法,具有工业化制备药物前体的巨大潜力。 展开更多
关键词 亮氨酸脱氢酶 L-2-氨基丁酸 Loop区域 多酶级联催化 全细胞转化
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双酶级联生物合成D-赖氨酸 被引量:2
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作者 陆阳 吴四平 +3 位作者 张宏娟 刘茜 焦庆才 刘均忠 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期873-877,890,共6页
建立了氨基酸消旋酶和赖氨酸脱羧酶双酶级联高效生产D-赖氨酸的方法。利用氨基酸消旋酶全细胞催化消旋L-赖氨酸得到DL-赖氨酸,去除氨基酸消旋酶后再加入赖氨酸脱羧酶,将消旋产物中的L-构型脱羧生成1,5-戊二胺和CO2,剩下D-赖氨酸;最终,... 建立了氨基酸消旋酶和赖氨酸脱羧酶双酶级联高效生产D-赖氨酸的方法。利用氨基酸消旋酶全细胞催化消旋L-赖氨酸得到DL-赖氨酸,去除氨基酸消旋酶后再加入赖氨酸脱羧酶,将消旋产物中的L-构型脱羧生成1,5-戊二胺和CO2,剩下D-赖氨酸;最终,通过阳离子交换树脂吸附洗脱得到D-赖氨酸。经考察双酶级联催化的最佳条件为:反应温度40℃,0.2 mol/L磷酸钾缓冲溶液(p H=5.8),底物L-赖氨酸质量浓度为50 g/L,氨基酸消旋酶全细胞和赖氨酸脱羧酶全细胞质量浓度均为10 g/L,4 mmol/L磷酸吡哆醛,0.1 g/L Triton X-100,反应时间12 h,其中消旋反应2 h和脱羧反应10 h,最终D-赖氨酸收率达42%,对映体过量值(e.e.值)=98%。 展开更多
关键词 双酶级联催化 氨基酸消旋酶 赖氨酸脱羧酶 D-赖氨酸 生物工程
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刺激响应型纳米酶及其原位催化增强肿瘤治疗
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作者 梁家玮 孙婉莹 +2 位作者 罗刘睿麒 蒋邦平 沈星灿 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第5期300-306,共7页
纳米酶是一种具有类酶催化活性的纳米材料。本文综述刺激响应型纳米酶及其在肿瘤微环境中通过调节肿瘤微环境的酸度、升高过氧化氢的浓度、消除抗氧化分子等策略,促进纳米酶在肿瘤细胞内催化产生活性氧物种,提高化学动力学治疗肿瘤效果... 纳米酶是一种具有类酶催化活性的纳米材料。本文综述刺激响应型纳米酶及其在肿瘤微环境中通过调节肿瘤微环境的酸度、升高过氧化氢的浓度、消除抗氧化分子等策略,促进纳米酶在肿瘤细胞内催化产生活性氧物种,提高化学动力学治疗肿瘤效果,并综述纳米酶在内源性刺激化学动力学治疗的基础上,协同外源性刺激的光动力治疗、光热治疗、声动力治疗、放射治疗以及联合免疫治疗,实现肿瘤高效精准治疗的研究进展。 展开更多
关键词 纳米酶 级联催化反应 刺激响应机制 催化治疗 肿瘤治疗 免疫治疗
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解纤维素热酸菌来源的耐热磷酸酶的酶学性质与应用 被引量:2
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作者 白雪 李运杰 +3 位作者 孟冬冬 魏欣蕾 路福平 游淳 《生物加工过程》 CAS 2021年第2期123-129,共7页
卤代酸脱卤酶(HAD)超家族的磷酸酶,其底物谱广泛,催化功能多样,因此鉴别和表征耐热的磷酸酶对于其在生物制品生产中的应用具有重要意义。对解纤维素热酸菌(Acidothermus cellulolyticus)来源的磷酸酶(AcPase)进行研究,将其基因经密码子... 卤代酸脱卤酶(HAD)超家族的磷酸酶,其底物谱广泛,催化功能多样,因此鉴别和表征耐热的磷酸酶对于其在生物制品生产中的应用具有重要意义。对解纤维素热酸菌(Acidothermus cellulolyticus)来源的磷酸酶(AcPase)进行研究,将其基因经密码子偏好性优化后,在E.coli Rosetta(DE3)中进行异源表达,并由HisTrap树脂柱分离纯化重组蛋白,研究其酶学性质。结果发现,该酶属于Mg^(2+)依赖型的磷酸酶,最适温度为65℃,最适pH为6.0。AcPase在45~65℃的条件下稳定,在45℃的半衰期为17.4 h,展现出很好的热稳定性。AcPase在50℃下对D-葡萄糖-6-磷酸有较高的催化活性,比酶活为0.68 U/mg。由于AcPase对D-葡萄糖-6-磷酸具有较高的催化活性,笔者进而构建了一个基于该磷酸酶的纤维素磷解多酶催化系统,通过4个酶的体外多酶级联催化将纤维素转化成葡萄糖,底物转化率达到97.6%。该研究通过对一个偏好D-葡萄糖-6-磷酸的磷酸酶的表征,为纤维素完全转化提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 卤代酸脱卤酶 磷酸酶 底物谱 酶学性质 体外多酶级联催化
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多酶级联催化合成(R)-β-酪氨酸
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作者 宋伟 王金辉 +3 位作者 胡贵鹏 陈修来 刘立明 吴静 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期352-361,共10页
目前报道的β-酪氨酸生产方法需要较为复杂的底物而且大多依赖于贵金属催化剂。为了实现生物法绿色合成β-酪氨酸,通过人工设计的级联反应,将酪氨酸酚裂解酶和酪氨酸氨基变位酶进行级联,以苯酚、丙酮酸和铵盐等廉价化合物为底物合成(R)-... 目前报道的β-酪氨酸生产方法需要较为复杂的底物而且大多依赖于贵金属催化剂。为了实现生物法绿色合成β-酪氨酸,通过人工设计的级联反应,将酪氨酸酚裂解酶和酪氨酸氨基变位酶进行级联,以苯酚、丙酮酸和铵盐等廉价化合物为底物合成(R)-β-酪氨酸。通过基因挖掘筛选了所需的酶元件,并采用蛋白质工程改造,提升了限速酶的催化效率。在大肠杆菌宿主中对所筛选的酶进行共同表达,经优化获得了(R)-β-酪氨酸合成菌株E.coli S10。在1 L规模反应中,菌株E.coli S10合成(R)-β-酪氨酸的转化率达到78%,ee值>99%。利用高分辨质谱(HRMS)和核磁共振图谱(NMR)分别鉴定了纯化产物的分子量和结构,结果表明通过该级联路径可成功合成目标产物(R)-β-酪氨酸。研究工作可为(R)-β-酪氨酸的绿色酶法生产提供理论指导。 展开更多
关键词 生物催化 生物技术 多酶级联催化 (R)-β-酪氨酸
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单分散Cu-TCPP/Cu_(2)O杂化微球:一种具有优异电还原CO_(2)产C_(2)性能的级联电催化剂
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作者 万紫轩 Aidar Kuchkaev +1 位作者 Dmitry Yakhvarov 康雄武 《电化学(中英文)》 CAS 北大核心 2024年第1期36-45,共10页
高效电还原CO_(2)(ECR)为有价值的多碳产物是解决CO_(2)排放问题的有效解决方案。基于卟啉的金属有机框架(MOFs)具有多孔结构和有序的活性位点,有望提高ECR生成多碳产物的选择性。本文制备了由铜-四(4-羧基)卟啉(Cu-TCPP)和Cu_(2)O组成... 高效电还原CO_(2)(ECR)为有价值的多碳产物是解决CO_(2)排放问题的有效解决方案。基于卟啉的金属有机框架(MOFs)具有多孔结构和有序的活性位点,有望提高ECR生成多碳产物的选择性。本文制备了由铜-四(4-羧基)卟啉(Cu-TCPP)和Cu_(2)O组成的有机/无机杂化Cu-TCPP@Cu_(2)O电催化剂,其中TCPP在调控形貌方面起着重要作用。ECR过程中原位形成的Cu与Cu-TCPP(Cu-TCPP@Cu)结合可以抑制析氢,富集CO中间体,促进C-C偶联生成C2产物。多孔碳(PC)负载的Cu-TCPP@Cu在PC上被还原为Cu纳米簇,同时对C2产物具有较高的ECR活性和选择性。催化剂在–1.0 V时(相对于可逆氢电极),C_(2)产物法拉第效率为62.3%,部分电流密度为83.4 mA·cm^(-2),是纯Cu_(2)O和TCPP的7.6倍和13.1倍。本论文研究了催化剂形貌和杂化结构如何提高ECR生C_(2)产物的选择性,为高性能ECR催化剂的设计提供了新思路。 展开更多
关键词 有机/无机杂化电催化 四(4-羧基)卟啉 氧化亚铜 级联催化
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基于多酶级联协调表达策略高效催化合成(S)-2-羟基丁酸
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作者 田灵芝 周俊平 +4 位作者 杨套伟 张显 邵明龙 徐美娟 饶志明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4231-4242,共12页
2-羟基丁酸(2-hydroxybutyric acid,2-HBA)是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业。文中通过在大肠杆菌Escherichiacoli BL21(DE3)中共表达苏氨酸脱氨酶(T... 2-羟基丁酸(2-hydroxybutyric acid,2-HBA)是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业。文中通过在大肠杆菌Escherichiacoli BL21(DE3)中共表达苏氨酸脱氨酶(Threoninedeaminase,TD)、L-乳酸脱氢酶(L-lactatedehydrogenase,LDH)和甲酸脱氢酶(Formatedehydrogenase,FDH),构建(S)-2-HBA的合成途径及其辅因子NADH的循环系统,实现了基于三酶级联反应催化底物L-苏氨酸合成(S)-2-HBA。为了解决多酶级联催化反应中中间产物2-酮丁酸的生成速率和消耗率不匹配的问题,文中通过启动子工程策略来调控TD和FDH的表达水平,获得了多酶催化速率平衡的重组大肠杆菌P21285FDH-T7V7827。在5 L发酵罐水平,全细胞催化反应16 h,(S)-2-HBA的最高产量为143g/L,摩尔转化率为97%,为迄今报道的最高产量的1.83倍,使其具有较强的工业化应用潜力。此外,结果表明,在单细胞中构建可调节的多酶协调表达系统对生物催化制备羟基酸类化合物具有重要意义。 展开更多
关键词 级联生物催化 (S)-2-羟基丁酸 多酶协调表达系统 NADH循环 启动子工程
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