发酵乳杆菌来源L-阿拉伯糖异构酶理性设计及在D-塔格糖生产中的应用

作者：李娟; 吴敬; 陈晟^*; 夏伟^*

来源：生物工程学报, 2023, 39(03): 1107-1118.

DOI：10.13345/j.cjb.220805

• L-阿拉伯糖异构酶
• 理性设计
• D-半乳糖
• D-塔格糖
• 转化率

L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶。为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率，本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用，并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性。结果显示，突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍，进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的Km和kcat分别为530.8mmol/L与19.9s-1，底物亲和力显著提高，催化效率提高至野生型酶的8.2倍。以400 g/L乳糖为底物时，突变酶M185A/F279I转化率高达22.8%。本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值。

• 单位
  食品科学与技术国家重点实验室; 生物工程学院; 江南大学; 工业生物技术教育部重点实验室