色氨酸合成酶基因工程菌合成S-甲基-L-半胱氨酸

通过密码子优化设计构建色氨酸合成酶基因工程菌,单因素以及响应面法研究色氨酸合成酶基因工程菌制备S-甲基-L-半胱氨酸。结果表明,温度39℃、pH 8.5、L-丝氨酸浓度360mmol/L,反应平衡时间20 h,S-甲基-L-半胱氨酸的质量浓度为40.49 g/L。     

重组谷氨酸脱羧酶大肠杆菌合成γ-氨基丁酸条件的优化

研究重组谷氨酸脱羧酶大肠杆菌合成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的适宜条件。检测温度、p H值、表面活性剂、金属离子、底物与菌体质量比以及反应体系体积对GABA转化效率的影响。结果表明:最优转化条件为:转化体系5 m L、底物L-谷氨酸钠浓度0.1 mol/L、重组大肠杆菌细胞6.4 mg(干质量)、Triton-100体积分数0.06%、Ca2+浓度0.6 mmol/L,转化温度45℃、反应体系p H 4.5。在该体系下反应7 h,GABA合成量达到26.1 g/L,GABA转化效率在1 h时达到最高,为13.8 g/(g h),较优化前提高1.5 倍。     

大肠杆菌色氨酸酶的制备及酶学性质

以硫酸铵沉淀法分离提取大肠杆菌色氨酸酶,进行色氨酸酶学性质检测及动力学初步探讨。结果表明：使用50℃水浴法进行细胞壁的破碎,提取粗TPase 酶液效果较好;(NH₄)₂SO₄ 粗提色氨酸酶有较好效果;色氨酸酶的最佳反应pH 值为8.0,在pH5.5～7.5 较稳定;最高耐受温度65℃,最佳反应温度45℃;K⁺、NH⁴⁺ 能够明显地提高色氨酸酶活性,而Na+ 则明显地抑制酶活性。对色氨酸酶的动力学研究表明,在相同反应条件下,针对底物L- 丝氨酸的米式常数Km 值远远大于吲哚的Km 值。     

以吲哚和DL-丝氨酸为底物固定化酶法合成L-色氨酸

以化学合成的吲哚和DL-丝氨酸为底物,通过大肠杆菌Escherichia coli色氨酸酶促转化,生成L-色氨酸的同时也可获得D-丝氨酸,将DL-丝氨酸的拆分和L-色氨酸的合成同步化。下游工艺上,使用包埋法进行固定化酶促反应,进行了包埋条件的优化和固定化反应体系及反应条件的确立。最终,100mL反应体系中,包菌量16g,37℃反应24h,L-色氨酸可累积10.5g,相应吲哚转化率达75.5%。     

大肠杆菌高密度培养发酵L-色氨酸

为实现高水平的大肠杆菌高密度培养,提升发酵法产L-色氨酸的生产效率,以大肠杆菌TRTH为供试菌株,在初始发酵工艺的基础上,先后对发酵接种量和底物KH_2PO_4添加量各设置4个梯度进行发酵对比试验,并着重考察了底物KH_2PO_4添加量对菌体生长、产酸、磷酸盐消耗、糖酸转化率及副产物积累的影响。试验结果表明,在接种量为20%(体积分数),底物KH_2PO_4添加量为10 g/L时,最高菌体密度达到65. 39 g/L,最终L-色氨酸产量为59. 55 g/L,分别较优化前提高了45. 99%和31. 17%,发酵延滞期明显缩短,菌体生长迅速,原料利用率大幅提高,主要副产物积累量较低,发酵总体水平达到最优。为大肠杆菌高密度培养在L-色氨酸发酵中的应用提供了一个成本低、可行性高的新策略,同时为L-色氨酸发酵生产中底物磷酸盐的调控提供了参考。     

磷脂酰丝氨酸合成酶发酵及反应条件的研究

研究重组磷脂酰丝氨酸合成酶表达条件及其用于酶法合成磷脂酰丝氨酸的反应条件。结果表明,在50 mL培养基中,菌体浓度为OD600=0.6时,用0.5 mmol/L的IPTG,在温度为20℃,转速为120 r/min的条件下,诱导12 h后,重组磷脂酰丝氨酸合成酶活力可达1.33 U/mL,是优化前的1.66倍。酶法转化磷脂酰丝氨酸的最适温度为38℃,最适pH为8.0,最适离子是12 mmol/L Mn2+,最适表面活性剂是1.0%Trition X-100。在最适条件下,磷脂酰丝氨酸转化率可达33.15%。     

有机溶剂萃取分离水中L-色氨酸和L-谷氨酸

以正辛醇为稀释剂、二(2-乙基己基)磷酸为萃取剂,研究了L-色氨酸和L-谷氨酸在有机相中的萃取分配行为.在pH=2.0时,L-色氨酸从水相转入有机相,实现L-谷氨酸与L-色氨酸的分离.使用等体积的1mol/L HCl溶液将负载有机相中的L-色氨酸反萃回水相,L-色氨酸的平均回收率为70.8％.2种氨基酸混合水溶液经有机溶剂2次萃取后,可得L-谷氨酸纯品,其平均回收率为97.6％.     

1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的合成及其热裂解

为探索以D-甘露糖与氨基酸的美拉德反应制备Amadori化合物的可行性问题,以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成了1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖,利用IR、NMR和HR-MS对产物进行了结构表征,采用单因素试验和正交试验优化了合成工艺,利用在线裂解气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）法研究了产物的热裂解行为。结果表明:①最佳合成条件为:当L-色氨酸投料量为30 mmol时,反应温度65℃、反应时间6.0 h、物料比1:1（D-甘露糖与L-色氨酸的物质的量比）、催化剂用量0.5 mmol及溶剂用量80 mL,此条件下产率达到45.2%;②无论有氧或无氧条件下裂解,产物种类均随温度升高而增加,有氧条件裂解产物种类多于无氧条件;在600℃有氧条件下,1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖裂解生成具有花香、烘烤香、坚果香、焦糖香等香韵的产物;③以D-甘露糖和L-色氨酸为原料合成1-L-色氨酸-1-脱氧-D-果糖的技术方法可行,产品收率较高。      

冬枣果实苯丙氨酸解氨酶酶学特性的研究

研究了冬枣果实苯丙氨酸解氨酶(PAL)的酶学特性。L-苯丙氨酸为枣果实PAL的反应底物,结果表明,最适底物浓度为1.0 mmol/L。枣果实PAL属于别构酶,具有2个米氏常数,Km分别为0.115×10-4、8.177×10-4 mol/L。枣果实PAL最适温度为50℃,最适p H为8.8。在浓度为0~4.0 mmol/L范围里,L-半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸均对枣果实PAL活性有一定的抑制作用,而抗坏血酸和蔗糖对PAL有激活作用。金属离子对PAL激活作用由强到弱依次为:Cu2+Fe3+Fe2+Na+;金属离子对PAL抑制作用由强到弱依次为:Al3+Mg2+Mn2+Ca2+Zn2+K+。研究结果揭示了冬枣果实PAL酶学特性,为通过调控枣果实PAL酶活性改善果实贮藏特性提供了理论依据。     

唾液链球菌嗜热亚种Y-2细胞转化法制备γ-氨基丁酸

研究反应pH值、反应温度、重金属盐、表面活性剂、底物浓度、菌体质量浓度和磷酸吡哆醛添加量对Streptococcus salivarius subsp.thermophilus Y-2细胞转化法生产γ-氨基丁酸的影响。获得反应体系的最佳组成为:湿菌体25g/L、BaCl2 40mmol/L、Triton X-100体积分数0.02%、L-谷氨酸单钠盐(L-monosodium glutamate,MSG)47.5g/L和L-谷氨酸(L-glutamic acid,L-Glu)90.0g/L。该体系在40℃、pH 4.5和搅拌速度100r/min的最适转化条件下进行反应72h,转化液GABA产量达到了(87.16±4.33)g/L,细胞平均生产力为(48.42±2.41)mg/(h.g),摩尔转化率为(97.60±4.71)%。