基于全细胞催化合成NADP重组细胞复合通透剂的筛选

本文以重组大肠杆菌E. coli BL21(DE3) p ET30α(+)-Nmnat为研究对象,考察化学通透剂处理重组菌对其催化合成NADP的影响。实验显示,在单因素筛选实验中,四种通透剂曲拉通X-100、吐温80、二甲基亚砜和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对细胞进行通透化处理均可提高全细胞催化产率,且提高幅度差距并不显著。进一步采用析因设计考察四种通透剂的复合效应,除了曲拉通X-100与吐温80和曲拉通X-100与CTAB交互作用的P大于0. 05为不显著,其余所有交互作用项P值均小于0. 05,呈现显著性,且复合通透剂中,仅单一增加CTAB量,复合体系的协同作用将减少,制约作用增加,不适宜用于复合配方。最后采用中心组合设计进一步对复配效果进行优化,通过拟合得到最佳通透剂配比为曲拉通X-100(1. 64%),吐温80(2. 53%)以及二甲基亚砜(1. 06%),此时NADP预测产率达到77. 46%,与实际验证产率均值77. 05%相差甚微,说明实验优化模型具有良好预测性,优化结果与未添加通透剂相比提升近47%,表明优化复合通透剂配方更有利于提高重组菌催化合成NADP。

析因设计在重组细胞复合通透剂筛选中的应用

本研究以重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)pET30α(+)-Nmnat为对象,采用析因设计考察复合通透剂对重组菌全细胞催化合成NAD的影响。结果显示,当甲苯、曲拉通X-100、二甲亚砜和吐温80作为单一通透剂作用时,其质量分数分别为1%、1.5%、2%和0.5%时更利于重组细胞催化合成NAD。进一步采用析因设计考察通透剂的复合效应,方差分析显示四种通透剂单因子及部分多元因子交互作用均对响应值具有显著影响。多元线性回归模型结果显示不同单因子和交互因子对响应值存在一定的制约或协同作用,表明复合通透性的改变是通透剂多重作用的结果。根据模型拟合并优选出最佳的复合通透剂组合为,0.5%甲苯、2%曲拉通X-100、1.5%二甲亚砜以及0.5%吐温80,并进行实验验证,其催化生成NAD的产率与单一通透剂相比提升近44%左右,证明析因设计得到的实验模型预测性良好且预测得到的复合通透剂配方更有利于提高重组菌催化合成NAD。