重组地衣芽孢杆菌全细胞转化产(R)-柠苹酸的研究

(R)-柠苹酸作为重要聚合物中间体甲基丙烯酸(methacrylic acid, MAA)的化学合成前体,在食品加工、医疗、建筑、照明和家电等领域有着重大的应用前景。(R)-柠苹酸目前主要通过化学法生产,其生物法合成技术仍处于研究阶段。该研究首次在地衣芽孢杆菌中引入异源柠苹酸合酶搭建了(R)-柠苹酸合成途径,以葡萄糖为底物实现了(R)-柠苹酸的合成与积累。进一步建立及优化了重组菌株进行全细胞转化产(R)-柠苹酸的条件,发现温度和时间可以显著影响(R)-柠苹酸的产量。最终,采用CMC培养基制备全细胞催化剂,在37℃、pH 7.0、底物质量浓度为100 g/L、菌体浓度OD600值为70、摇床转速为250 r/min的条件下转化120 h后,生成(R)-柠苹酸8.57 g/L,转化率为142.84 mg/g葡萄糖,是目前报道的摇瓶培养合成(R)-柠苹酸的最高水平,为生物法高效合成(R)-柠苹酸的进一步研究提供了参考。