不同来源S-腺苷甲硫氨酸合酶在大肠杆菌中的表达及催化应用

作者：Hero Nmeri Godspower; 乔郅钠; 徐美娟; 饶志明^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(02): 26-33.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031256

• 蜡状芽孢杆菌
• 谷氨酸棒杆菌
• 大肠杆菌
• S-腺苷甲硫氨酸合酶
• S-腺苷甲硫氨酸
• 全细胞催化

S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)是一种重要的代谢中间体，对机体代谢活动的正常运行起重要作用，它是由底物L-甲硫氨酸和ATP在SAM合酶催化下生成的，目前主要应用于医药行业。该研究首先以蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus和谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum基因组为模板扩增出SAM合酶编码基因BcmetK和CgmetK,以pETDueT1质粒为载体，以大肠杆菌E.coli BL21(DE3)为底盘细胞，构建了SAM合成菌株E.coli BL21/pETDuet1-BcmetK和E.coli BL21/pETDuet1-CgmetK。其次，针对SAM合成菌株全细胞催化合成体系条件进行了优化，重组大肠杆菌E.coli BL21/pETDuet1-BcmetK在最优条件[L-甲硫氨酸浓度50 mmol/L、ATP浓度50 mmol/L、1.2%(体积分数)的OD600值约9.0的细胞悬浮液、600 mmol/L pTSoNa、50 mmol/L MgSO4、100 mmol/L K2SO4、45℃、pH 8.0]下，连续转化5 h,获得了464 mg/L的SAM。重组大肠杆菌E.coli BL21/pETDuet1-CgmetK在最优条件[L-甲硫氨酸浓度50 mmol/L、ATP浓度40 mmol/L、0.8%(体积分数)的OD600值约9.0的细胞悬浮液、800 mmol/L pTSoNa、50 mmol/L MgSO4、100 mmol/L K2SO4、45℃、pH 8.5]下，连续转化5 h,获得了528 mg/L的SAM,可见，谷氨酸棒杆菌来源的SAM合酶催化能力优于蜡状芽孢杆菌来源的，更有利于SAM的合成。该研究成功构建了SAM合成菌株，虽然产量水平不高，但为SAM的可持续生物合成提供了重要借鉴。

• 单位
  江南大学; 生物工程学院