多酶融合表达体系以木聚糖为辅助底物高效合成(S)-苯乙二醇

作者：饶俊超; 张荣珍^*; 徐岩

来源：微生物学报, 2020, 60(11): 2450-2460.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20200027

• (S)-羰基还原酶Ⅱ
• 葡萄糖脱氢酶突变体
• 木聚糖酶
• (S)-苯乙二醇
• 多酶偶联体系

【目的】利用木聚糖为辅助底物加强手性催化反应中的辅酶循环,构建来源于近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis) CCTCC M203011的(S)-羰基还原酶Ⅱ(SCRⅡ)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.) YX-1葡萄糖脱氢酶突变体Ala258Phe/GDH和里氏木霉(Trichoderma reesei)RutC-30木聚糖酶(XYN2)在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中的融合表达体系,高效合成(S)-苯乙二醇。【方法】调节3种酶编码基因在pET-28a载体上的位置,运用重叠延伸PCR技术,构建了E.coli/pET-SCRⅡ-A258F-XYN2和E. coli/pET-A258F-SCRⅡ-XYN2两种重组菌,研究了其合成(S)-苯乙二醇的最适反应条件。【结果】重组菌株E.coli/pET-SCRⅡ-A258F-XYN2在底物2-羟基苯乙酮与辅助底物木聚糖的比例为1:1、35℃、pH为7.0条件下,(S)-苯乙二醇的产率达98.8%(W/W);而重组菌株E. coli/pET-A258F-SCRⅡ-XYN2在底物与辅助底物的比例为2:1、35°C、pH为7.0条件下,(S)-苯乙二醇的产率达95.6%(W/W),两者合成产物的光学纯度均>99%。【结论】通过构建3种酶的融合表达体系,成功将木聚糖酶和葡萄糖脱氢酶突变体介导的辅酶再生循环体系引入不对称生物合成反应,提高了手性转化效率,为将大自然中丰富的木聚糖用于手性催化奠定了较扎实的研究基础。

• 单位
  生物工程学院; 江南大学