基于地衣芽孢杆菌表达系统搭建左旋多巴新合成体系

作者：李乐云; 李由然; 许银彪; 张梁; 顾正华; 丁重阳; 石贵阳^*

来源：食品与发酵工业, 2020, 46(11): 23-31.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023539

• 左旋多巴
• 地衣芽孢杆菌
• 酪氨酸羟化酶
• 全细胞转化
• L-酪氨酸
• 四氢生物蝶呤

左旋多巴(3,4-dihydroxylphenylalanine,L-DOPA)是一种L-酪氨酸(L-tyrosine,L-Tyr)的氨基酸类似物,在临床医学、美容保健等领域具有广阔的应用前景。通过生物信息学方法挖掘到Streptosporangium roseum DSM43021来源的酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)基因(srth)在地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)中重组表达,结合墨蝶呤还原酶重组菌以L-Tyr为底物进行全细胞联合转化合成L-DOPA,并初步探究其催化过程。结果显示,srth具有保守的Fe2+及底物喋呤的氨基酸结合位点,与人来源的TH亲缘关系较远。SrTH蛋白胞内粗酶活力为30. 7 U/mL,胞外酶活力为22. 79 U/mL。利用srth重组菌Bl/pMH与墨蝶呤还原酶重组菌Bl/pMF全细胞联合转化L-Tyr,成功合成L-DOPA。TH催化合成L-DOPA过程中,四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)是限制酶反应进行的重要因素,L-Tyr的消耗量与BH4的需求量之比约为1∶2。研究首次实现了TH在地衣芽孢菌中的表达,成功基于B. licheniformis表达系统搭建L-DOPA新合成体系,对拓展酶催化法高效合成L-DOPA具有重要的指导意义和应用潜力。

• 单位
  江南大学; 生物工程学院