小檗碱桥酶高效原核表达及生物合成l-SLR的研究

左旋金黄紫堇碱(l-Scoulerine,l-SLR)是苄基异喹啉类生物碱(benzylisoquinoline alkaloids,BIAs)的关键中间体,由小檗碱桥酶(berberine bridge enzyme,BBE)催化左旋网状番荔枝碱(l-Reticuline,l-RL)合成。基于前期首次实现加州罂粟小檗碱桥酶(Eschscholzia californcia berberine bridge enzyme,EcBBE,EcBO)的原核表达,通过更换原核表达载体及共表达分子伴侣,构建高效表达EcBO的大肠杆菌工程菌株,实现l-RL向l-SLR的高效转化。结果表明,EcBO与分子伴侣pGro7共表达的工程菌株A的酶活力达到194.14 U/L,较原始酶活力提高了9.22倍。进一步对菌株A生物合成l-SLR的培养条件进行优化,在TB培养基中,当异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)浓度为0.04 mmol/L,L-阿拉伯糖浓度为4 mg/mL,16℃下诱导18 h,0.2 mg/mL l-RL,37℃转化18 h,l-SLR产量为144.19 mg/L,较初始菌株提高4.72倍。综上,通过在原核系统中共表达分子伴侣pGro7与EcBO实现了EcBO高活性表达,显著提高了l-SLR的生物合成效率,为高效生物合成l-SLR及其他BIAs类生物碱提供了新的策略。