重组精氨酸脱亚胺酶制备L-瓜氨酸的工艺条件优化

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.08.026

生物技术通报 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (8): 180-185.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.08.026

重组精氨酸脱亚胺酶制备L-瓜氨酸的工艺条件优化

马越^{1, 2}, 宿玲恰^{1, 2}, 吴丹^{1, 2}, 吴敬^{1, 2}

1.江南大学食品科学与技术国家重点实验室,无锡 214122; 2.江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,无锡 214122

收稿日期:2014-12-10 出版日期:2015-08-21 发布日期:2015-08-22
作者简介:马越,女,硕士研究生,研究方向：重组酶的制备和应用;E-mail：fionamy0912@sina.com

Optimization of Preparing L-citrulline by Recombinant Arginine Deiminase

Ma Yue^{1, 2}, Su Lingqia^{1, 2}, Wu Dan^{1, 2}, Wu Jing^{1, 2}

1. State Key Laboratory of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122; 2. School of Biotechnology,Key Laboratory of Industrial Biotechnology of Ministry of Education,Jiangnan University,Wuxi 214122

Received:2014-12-10 Published:2015-08-21 Online:2015-08-22

摘要/Abstract

摘要： 将来源于Pseudomonas putida ACCC 10185的ADI编码基因克隆到表达载体pET-24a（+）中,转化Escherichia coli BL21（DE3）,通过超声波破碎得到粗酶液,酶活检测ADI酶活为26 U/mL发酵液。对酶转化L-精氨酸盐酸盐生成L-瓜氨酸的反应条件进行了优化,结果表明,当底物L-精氨酸盐酸盐浓度650 g/L,反应初始pH6.0,温度37℃,加酶量24 U/g底物,转速100-200 r/min,转化时间7 h,L-瓜氨酸转化率达到100%,是目前国内外报道的酶法制备L-瓜氨酸的最高水平。

关键词: 精氨酸脱亚胺酶, L-瓜氨酸, 酶转化, 重组表达

Abstract: The arcA gene encoding ADI from Pseudomonas putida ACCC 10185 was cloned into the expression vector pET-24a（+）. The vector was then transformed into Escherichia coli BL21（DE3）for intracellular production of ADI. The crude enzyme was obtained by ultrasonic treatment, and activity in the fermentation broth of recombinant E. coli BL21（DE3）was 26 U/mL. Furthermore, the condition for enzymatic conversion of L-arginine monohydrochloride to L-citrulline by the recombinant ADI was optimized. At 650 g/L of L-arginine monohydrochloride, pH6.0, 37℃, 100-200 r/min, and 24 U ADI per gram substrate incubated for 7 hours, 100% of the L-arginine monohydrochloride was transformed into L-citrulline, which was the highest level of preparing L-citrulline by enzyme method in home and abroad presently.

Key words: arginine deiminase, L-citrulline, enzymatic conversion, recombinant expression

马越, 宿玲恰, 吴丹, 吴敬. 重组精氨酸脱亚胺酶制备L-瓜氨酸的工艺条件优化[J]. 生物技术通报, 2015, 31(8): 180-185.

Ma Yue, Su Lingqia, Wu Dan, Wu Jing. Optimization of Preparing L-citrulline by Recombinant Arginine Deiminase[J]. Biotechnology Bulletin, 2015, 31(8): 180-185.

参考文献

[1] 张克旭. 氨基酸发酵工艺学[M]. 北京：中国轻工业出版社, 1992.
[2] 胡学智. 日本功能性食品研发信息[J]. 山东食品发酵, 2007（3）：14-15.
[3] 王晶, 赵晶. 一氧化氮的生物学效应[J]. 中国基层医药, 2003, 10（12）：1316-1318.
[4] 王冰梅. 瓜氨酸——一氧化氮循环[J]. 中国体育科技, 2005, 41（5）：130-131.
[5] 刘娟, 路欣欣, 孟慧. 瓜氨酸的药理作用及生产方法的研究进展[J]. 药学实践杂志, 2011, 29（3）：173-175.
[6] Lutgens L, Lambin P. Biomarkers for radiation- induced small bowel epithelial damage：An emerging role for plasma Citrulline[J]. World Journal of Gastroenterology, 2007, 13（22）：3033-3042.
[7] Foyer CH, Descourvoeres P, Kunert KJ. Protect ion against oxygen radicals：an important defence mechanism studied in transgenic plants[J]. Plant Cell and Environment, 1994, 17（5）：507-523.
[8] Shinji O, Yo kohama S, Masao S. Method of production citrulline by bacterial fermentation：US, 3282794[P]. 1966-07-16.
[9] Chibata I, Shi S, Kakimoto T, et al. Enzymatic preparation of L-citrulline：US, 3730838[P]. 1973-05-13.
[10] Hermes H, Croes L, Peeters W, et al. Metabolism of amino acid amides in Pseudomonas putida ATCC 12633[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 1993, 40：519-525.
[11] Ni Y, Li Z, Sun Z. Expression of arginine deiminase from Pseudomonas plecoglossicida CGMCC2039 in Escherichia coli and its anti-tumor activity[J]. Curr Microbiol, 2009, 58（6）：593-598.
[12] 刘咏梅, 倪烨, 李娜, 等. 精氨酸脱亚胺酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及纯化[J]. 食品与生物技术学报, 2011, 30（5）：750-756.
[13] 钱嘉南, 孙志浩, 刘宇鹏, 等. 二乙酰一肟-氨基硫脲比色法测定酶转化液中的L-瓜氨酸[J]. 中国医药工业杂志, 2007, 38（7）：519-521.
[14] Kakimoto T, Shibatani T, Nishimura N, et al. Enzymatic production of L-citrulline by Pseudomonas putida[J]. Applied Microbiology, 1971, 22（6）：992-999.
[15] Yamamoto K, Sato T, Tosa T, et al. Continuous production of L-citrulline by immobilized Pseudomonas putida cells[J]. Biotechnol Bioeng, 1974, 16（12）：1589-1599.
[16] 王颖. 酶法转化制备L-瓜氨酸暨精氨酸脱亚氨基酶的性质研究[D]. 济南：山东大学：2014.
[17] 曹瑜, 李加友, 焦庆才. 酶法转化制备L瓜氨酸[J]. 精细化工, 2005, 22（10）：759-761.
[18] 张鹏, 张淑荣, 刘春巧, 等. 固定化细胞连续生产L-瓜氨酸的方法：中国, CN1948464A[P]. 2006- 11- 24.
[19] 郑璞, 倪晔, 张文. 填充床反应器中固定化假单胞菌细胞连续制备L-瓜氨酸[J]. 食品与生物技术学报, 2008, 27（5）：33-38.
[20] 姚海峰, 张淑荣, 欧成武, 等. 粪链球菌转化合成L-瓜氨酸的研究[J]. 食品工业科技, 2008, 29（6）：256-258.
[21] 赵艳杰, 曾倡, 张淑荣, 等. 固定化粪链球菌酶法连续生产L-瓜氨酸[J]. 北京化工大学学报：自然科学版, 2010, 37（4）：98-102.
[22] 屈冉. 聚氨酯固定化粪链球菌制备L-瓜氨酸的研究[D]. 北京：北京化工大学, 2011.
[23] 郑雄敏, 王震, 刘倩高. 产精氨酸脱亚胺酶菌株及用它生产L-瓜氨酸的方法：中国, CN102703339A[P]. 2011-8-29.
[24] 胡延奇. L-瓜氨酸的工程菌制备及在卷烟中的应用[J]. 食品工业, 2012, 33（8）：55-58.

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[1]	常晴, 束月蓉, 王文韬, 蒋昊, 延泉德, 钱政, 高雪纯, 吴金鸿, 张勇. 来自Yeosuana marina sp. JLT21内切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学表征[J]. 生物技术通报, 2022, 38(2): 123-131.
[2]	曹汝菲, 李泽轩, 许欢, 张莎, 张敏敏, 戴枫, 段晓雷. 脆弱拟杆菌Pif1解旋酶的表达纯化与晶体生长[J]. 生物技术通报, 2021, 37(9): 180-190.
[3]	段绪果, 张玉华, 黄婷婷, 丁乾, 栾舒越, 朱秋雨. 化学分子伴侣及诱导条件协同强化Thermotoga maritima α-葡聚糖磷酸化酶可溶性表达[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 233-242.
[4]	赵震, 王莎莎, 吕星星, 陶妍, 谢晶, 钱韻芳. 重组毕赤酵母产青蛤Mytimacin抗菌肽的表达研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(5): 150-158.
[5]	高云山, 刘丹丹, 徐俊林, 桑雨浓, 梁夏夏, 刘建欣, 王文彬. 嗜水气单胞菌孔蛋白OmpF重组表达及其免疫原性分析[J]. 生物技术通报, 2019, 35(9): 234-243.
[6]	张亚莉, 陶妍, 谢晶, 钱韻芳. 厚壳贻贝Mytilin-1成熟肽在毕赤酵母中的重组表达及其抑菌活性[J]. 生物技术通报, 2019, 35(7): 54-60.
[7]	韩唱,宿玲恰,吴敬. Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909麦芽寡糖基海藻糖合成酶在Bacillus subtilis中的重组表达和发酵优化[J]. 生物技术通报, 2017, 33(7): 162-168.
[8]	于林港, 宿玲恰, 吴敬. Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655海藻糖酶Tre F的重组表达及性质研究[J]. 生物技术通报, 2017, 33(4): 177-184.
[9]	林伯坤, 宋燕, 陆国永, 赵敏, 钟名其, 胡忠. 一种具有琼胶酶活性的海洋细菌淀粉酶的表达和分析[J]. 生物技术通报, 2017, 33(2): 125-130.
[10]	高庆华, 胡美荣, 吴芳彤, 陶勇, 王云鹏, 罗同阳, 胡常英. 点青霉葡萄糖氧化酶基因的克隆及其酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2016, 32(7): 152-159.
[11]	黄燕, 宿玲恰, 吴敬. 重组谷氨酸脱羧酶制备γ-氨基丁酸的工艺条件优化[J]. 生物技术通报, 2016, 32(6): 199-204.
[12]	王楠, 李刚强, 郭文芳, 刘德虎. 毕赤酵母Kar2p过表达对假黑盘菌素表达量的影响[J]. 生物技术通报, 2016, 32(1): 180-186.
[13]	肖周婷, 黄郁葱, 简纪常, 鲁义善, 吴灶和. 斜带石斑鱼IL-10基因的克隆及其原核表达[J]. 生物技术通报, 2015, 31(9): 131-137.
[14]	彭传林, 魏川川, 吴建伟, 王宇, 修江帆, 尚小丽, 赵学军. 家蝇抗真菌肽-溶菌酶基因的克隆、表达及序列分析[J]. 生物技术通报, 2015, 31(5): 200-205.
[15]	张谦, 王剑英, 林智, 贾佳, 郭宏涛. 华根霉脂肪酶在黑曲霉中的重组表达研究[J]. 生物技术通报, 2015, 31(3): 165-170.