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脯氨酸羟化酶高活性自诱导表达方法及用其生产反式4-羟基-L-脯氨酸的高效转化方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-26 11:12:41

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2022-10-26 11:12:41

本发明公开了一种具有编码高活性反式-4-羟基-L-脯氨酸羟化酶的基因片段及其应用, 对指孢囊菌(***1) 中 反 式-4-羟 基-L-脯 氨 酸 羟 化 酶(GenBankID:BAA20094.1)基因密码子进行优化获得p4hyd基因,对优化后p4hyd基因进行截短, 获得P4Hyd1-257基因, 分别构建重组质粒pET-M-3C-P4Hyd和pET-M-3C-P4Hyd1-257,通 过大肠杆菌进行原核表达, 以菌体作酶源转化生产反式-4-羟基-L-脯氨酸。 实验结果表明,以L-脯氨酸为底物, 相比于pET-M-3C-P4Hyd,pET-M-3C-P4Hyd1-257转化生成反式-4-羟基-L-脯氨酸的最高转化率由91.4%提高到97.4%, 转化反应时间由80小时缩短到60小时, 转化率得到明显提高, 转化时间明显缩短。本发明可用于生物转化法生产L-羟脯氨酸,具有较好的工业应用前景。

本发明公开了生物转化法生产反式-4-羟基-L-脯氨酸的高效转化方法, 具体包括重组大肠杆菌工程菌中L-脯氨酸羟化酶高活性自诱导表达方法和将L-脯氨酸转化为反式-4-羟基-L-脯氨酸的高效转化体系中助剂的种类、 浓度及转化条件, 为建立生物转化法工业化生产反式-4-羟基-L-脯氨酸工艺提供了重要科学依据。

目前,  我国反式-4-羟基-L-脯氨酸的生产主要采用化学水解提取工艺,以动物胶原蛋白为原料,通过强酸水解、亚硝酸氧化和离子交换等过程制备,“三废”排放量大、污染严重,  能耗高、   纯度低及生产成本高。因此,  利用节能、污染少的生物催化法生产反式-4-羟基-L-脯氨酸势在必行。生物转化法是指利用细菌或真菌细胞中的酶将底物分子转化为功能产物的过程。反式-4-羟基-L-脯氨酸生物转化法是指利用L-脯氨酸为底物, 在Fe2+、α-酮戊二酸和L-抗坏血酸存在的条件下,利用L-脯氨酸羟化酶将L-脯氨酸转化为反式-4-羟基-L-脯氨酸。 反式-4-羟基-L-脯氨酸羟化酶基因(GenBank ID:D78338.1)长816核苷酸,   编码272个氨基酸残基,GC含量为66.67%,   研究发现, 该酶蛋白主要以包涵体形式出现(Christian Kleina,Wolfgang Huttela. 2011) 

河北师范大学是一所具有百年历史和光荣传统的省属重点大学。学校起源于1902年创建于北京的顺天府学堂和1906年创建于天津的北洋女师范学堂。1996年6月,原河北师范大学、河北师范学院与创建于1952年的河北教育学院、创建于1984年的河北职业技术师范学院合并,组建成新的河北师范大学。校友中有老一代革命家邓颖超、刘清扬、郭隆真、杨秀峰、康世恩、荣高棠等,有学界名人梁漱溟、张申府、汤用彤等,有中科院院士严陆光、郝柏林等,也有许绍发、蔡振华等一批体育界精英。新中国成立以来,学校共为国家培养了20余万名专业人才。 学校新校区占地1829亩,馆藏图书340.64万册。学校现有在职教职工2856名,其中专任教师1577人,教授405人,副教授994人,中国科学院院士1人,省级以上各类优秀专家106人,博士研究生导师108人,硕士研究生导师578人。在校本、专科生36371人,研究生4191人,成人教育学生14760人。

本发明取得的有益效果为:本发明通过对重组大肠杆菌工程菌中脯氨酸羟化酶高活性自诱导表达条件和将L-脯氨酸转化为反式-4-羟基-L-脯氨酸的高效转化体系中助剂的种类、 浓度及转化条件进行了优化, 本发明提供的方法不仅成本低、 转化效率高, 而且转化反应时间短, 具有较好的工业应用前景。

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