嗜热新芽孢杆菌来源D-阿洛酮糖3-差向异构酶的高效表达和酶学性质

【背景】D-阿洛酮糖具有高甜度、低热量的特性,是一种优良的代糖产品。D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-allulose 3-epimerase,DPEase)可以催化D-果糖异构化生成D-阿洛酮糖,是酶法制备D-阿洛酮糖中的关键酶。【目的】为提高DPEase的工业应用潜力,对其进行异源表达,并研究其酶学性质。【方法】利用甘油醛三磷酸脱氢酶启动子将嗜热新芽孢杆菌(Novibacillus thermophilus)来源的DPEase(NtDPEase)在毕赤酵母(Komagataella phaffii)中组成型表达,并系统研究该酶的酶学性质。【结果】重组菌在5 L发酵罐中经108 h高密度发酵,酶活最高为201.3 U/mL。经过纯化得到电泳纯DPEase,分子量为35 kDa。该酶的最适pH值为7.0,最适温度为60℃,在pH 6.0–8.0和45℃以下具有良好的稳定性。该酶用于转化不同浓度D-果糖(100–500 g/L)制备D-阿洛酮糖,最高转化率达29.0%。【结论】本研究实现了DPEase在毕赤酵母中的高效表达,为D-阿洛酮糖的酶法合成提供了理论和实践依据。