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腈水解酶组合突变体及其在全细胞生物催化中的应用制造技术

技术编号:46587516 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:23
本发明专利技术涉及腈水解酶组合突变体及其在全细胞生物催化中的应用,属于生物催化技术领域。本发明专利技术经过半理性设计,基于环路工程策略构建了双组合突变体,能够显著增强腈水解酶对甲氨基乙腈的催化活性。腈水解酶组合突变体对甲氨基乙腈的酶活力可达到6.69U·mL‑1,较初始菌株提升8.5倍。本发明专利技术进一步优化全细胞催化条件,腈水解酶组合突变体在30℃、pH 7.2(PBS缓冲液)条件下活性最高,7.5g·L‑1细胞浓度可高效转化75mM甲氨基乙腈。本发明专利技术为甲氨基乙腈的高效生物催化提供了新型酶工具和工艺支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物催化,尤其是指腈水解酶组合突变体及其在全细胞生物催化中的应用


技术介绍

1、肌氨酸是一种n-甲基化的氨基酸,在日用化学品、养殖、食品、保健以及医学等领域应用前景广泛。肌氨酸具有作为脑科术后以及脑部损伤的恢复药物的潜力以及抗精神病药物的潜力,可以被开发为保健品、运动饮料的成分以及饲料成分。目前,工业上肌氨酸的合成主要依赖于肌氨酸钠酸化,具体包括氯乙酸法、羟基乙腈法和甲基-乙醇胺法三种方法,但上述方法普遍存在原料运输成本高、毒性大、反应条件苛刻、危险性过高等问题。

2、相比之下,生物催化法具有反应条件温和、绿色高效、立体选择性好等优势,符合绿色化学的发展趋势,逐渐受到关注。近年来,有研究表明亚胺还原酶dpka能够以乙醛酸和甲胺为底物,依赖nadph的还原力催化肌氨酸的合成,但利用该途径合成肌氨酸的成本高昂。利用腈水解酶催化甲氨基乙腈水解,一步生成肌氨酸,成为极具潜力的替代方案。腈水解酶可通过其活性中心的cys-glu-lys催化三联体结构直接催化底物氰基水解为相应羧基,催化过程无需形成酰胺,成本更低、条件易控制且操作性更强,在生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种腈水解酶组合突变体,其特征在于,以氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的腈水解酶为亲本,进行以下任一种突变:

2.一种编码权利要求1所述腈水解酶组合突变体的基因。

3.一种携带权利要求2所述基因的表达载体。

4.一种表达权利要求1所述腈水解酶组合突变体或携带权利要求3所述表达载体的重组菌。

5.一种合成肌氨酸的方法,其特征在于,以甲氨基乙腈为底物,采用权利要求1所述腈水解酶组合突变体或权利要求4所述重组菌全细胞为催化剂,催化得到肌氨酸。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述底物的浓度为25mM-200mM。<...

【技术特征摘要】

1.一种腈水解酶组合突变体,其特征在于,以氨基酸序列如seq id no.1所示的腈水解酶为亲本,进行以下任一种突变:

2.一种编码权利要求1所述腈水解酶组合突变体的基因。

3.一种携带权利要求2所述基因的表达载体。

4.一种表达权利要求1所述腈水解酶组合突变体或携带权利要求3所述表达载体的重组菌。

5.一种合成肌氨酸的方法,其特征在于,以甲氨基乙腈为底物,采用权利要求1所述腈水解酶组合突变体或权利要求4所述重组菌全细胞为催化剂,催化得到肌氨酸。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:卞诗倩龚劲松刘仪琳史劲松苏畅黄晨成吴矗懋李恒许正宏
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:

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