产GL-7-ACA酰化酶重组大肠杆菌的构建和表达

为了实现GL 7 ACA酰化酶在大肠杆菌中的成功表达 ,将GL 7 ACA酰化酶基因用PCR的方法去除其信号肽序列 ,并将其连接到质粒pET 2 8a ,通过筛选得到了表达GL 7 ACA酰化酶的重组菌BL2 1 (DE3) /pET ACY。分别考察了诱导温度、菌浓 (OD60 0 )、诱导剂IPTG的用量等因素对重组菌表达GL 7 ACA酰化酶的影响。在优化条件下 ,GL 7 ACA酰化酶酶活可达 2 66U/L。GL 7 ACA酰化酶经一步DEAE Sepharose纯化即可达到 80 %的纯度 ,酶活收率为 5 0 %。

国产固定化GL-7-ACA酰化酶制备7-ACA的工艺优化

通过对国产固定化GL-7-ACA酰化酶和游离酶的表观米氏常数(Km)及最大反应速度(Vm)的测定.结果表明:固定化GL-7-ACA酰化酶的Km和Vm值分别为8.69 mm o l.L-1和76μm o l.g-1m i-n 1,均较游离酶高;在对酶促反应的关键参数底物质量浓度、转化温度、转化pH进行优化后,用固定化GL-7-ACA酰化酶在底物GL-7-ACA质量浓度30 g.L-1、转化温度25℃、转化pH 8.0的条件下转化GL-7-ACA制备7-ACA可连续操作150批以上,转化率和收率均达95%以上.

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp .130的戊二酰 7 氨基头孢烷酸 (GL 7 ACA)酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL 7 ACA酰化酶进行了同源性比较 ,结果显示该酶与来源于假单孢菌GK16和C42 7的酰化酶的序列有较高同源性 ,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N 末端差别较大 ,但是 β 亚基的N

GL-7-ACA酰化酶的分离纯化及性质研究

CU334是高表达GL-7-ACA酰化酶工程菌,其菌悬液用超声波处理后,经硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sephadex A-50离子交换柱层析、DEAE—纤维素DE-52柱层析、Sephadex G-200凝胶过滤及羟基磷灰石吸附柱层析等步骤,得到了凝胶电泳均一的GL-7-ACA酰化酶蛋白,纯化了22倍,得率4.0％,比活力为13.8U/mg。用浓度梯度PAGE测得GL-7-ACA酰化酶的分子量为134kD,用SDS-PAGE测得两个亚基分子量分别为15.5kD和58.4kD。用PI法测得等电点为3.5。GL-7-ACA酰化酶反应最适pH为7.0。反应最适温度为37℃,GL-7-ACA酰化酶对底物GL-7-ACA的K_m值为0.50mmol/L,V_(max)为13.10U·mg^(-1)。Ca^(2+)、EDTA和巯基乙醇对该酶有激活作用,Cu^(2+)、Fe^(2+)和Mg^(2+)等有一定程度的抑制作用。产物7-ACA、戊二酸均为GL-7-ACA酰化酶的反竞争性抑制剂,其K_1值分别为16.58mmol·L^(-1)和9.88mmol·L^(-1)。

GL-7-ACA酰化酶基因克隆及在大肠杆菌中的表达

本文报道了利用BamHI酶解的载体pBR322 DNA与Sau3A部分酶解的假单胞菌Ps.130染色体DNA片段构建重组质粒,并用^(32)P标记的寡核苷酸探针从3205个含有外源片段的重组质粒中检测得到7株阳性克隆株。进一步经^(125)I一标记的抗体/抗原放射免疫反应、GL-7-ACA酰化酶活力测定以及酶反应产物的纸谱色层分析,由上述7株阳性株中鉴定出3株能在大肠杆菌中表达酰化酶活力的基因克隆株。对该3株菌的重组质粒——pMR 5、pMR 6和pMR7 DNA的初步凝胶电泳分析表明,pMR 5和pMR 7质粒中插入片段的分子量为6.8kb,质粒pMR 6则带有5.7kb的外源片段。实验还比较了重级质粒pMR5在8株不同的大肠杆菌宿主菌中,GL-7-ACA酰化酶的表达水平。

产GL-7-ACA酰化酶重组菌的构建及高表达研究

戊二酰基-7-氨基头孢烷酸(GL-7-ACA)酰化酶是7-氨基头孢烷酸(7-ACA)两步酶法生产中的关键酶。成功构建组成型表达的产GL-7-ACA酰化酶重组大肠杆菌JM105/pMKC-ACY,并对其高表达条件进行了研究,得到了组成简单、廉价的国产培养基配方及操作简便、易于实现工业化的发酵工艺。在优化条件下,上罐补料高密度发酵的酶活高达6668.9U/L,是优化前的12.4倍,产率最高可达275.5U/(L.h),达到了工业生产的要求。

GL-7-ACA酰化酶基因片段的酶谱分析及基因定位

本文报道了从假单胞菌130菌株(Pseudomonas sp.130)染色体上克隆得到的6.8kb的GL-7-ACA酰化酶基因片段的限制酶谱,基因定位以及在不同的大肠杆菌基因启动子控制下酰化酶基因的表达水平。结果表明,所克隆的片段上,不存在EcoR Ⅰ、Hind Ⅱ、Cla Ⅰ切点,分别具有一个Hpa Ⅰ、两个Xho Ⅰ、三个BamH Ⅰ以及四个Pst Ⅰ切点,同时初步确定了这些酶切位点之间的相对位置。经过一系列次级克隆研究,GL-7-ACA酰化酶基因已被定位在3.0kb的B_2-B_3-Hpa Ⅰ片段上。实验比较了以pACYC184、pDR540、pUC10等为载体的次级克隆株(分别为pMR9、pMR10和pMR11)在大肠杆菌中酰化酶基因的表达水平,测定数据表明tac启动子的启动活力比tet启动子强,即pMR10的产酶量比pMR9高一倍,而当tac启动子前再串接一个lac启动子时(pMR11),产酶水平并不进一步提高。本文还对假单胞菌基因在大肠杆菌中的表达进行了讨论。

GL-7-ACA酰化酶的固定化工艺条件优化

采用单因素和Box-Behnken实验对LX-1000EP树脂固定化戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶的工艺条件进行优化。首先通过单因素设计研究载体用量、缓冲液pH值、时间、温度四个因素对固定化戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶活力的影响,在此基础上,利用响应面试验设计对LX-1000EP树脂固定化戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶的条件进行优化。载体用量、缓冲液pH值、时间、温度对固定化戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶都有影响,固定化最佳工艺条件为:载体用量3.3 g、pH值7.9、时间40 h、温度25℃,在此条件下固定化酶活力达到(69.5±0.8)U/g,酶活回收率达到42.41%。将响应面法应用于固定化戊二酰-7-氨基头孢烷酸酰化酶条件的优化是可行的。

GL-7-ACA酰化酶发酵培养基的均匀优化设计

采用国产原料,应用均匀设计优选试验方法,对GL-7-ACA酰化酶生产用的发酵培养基配方进行了优化,取得了良好的效果,最终摇瓶效价达3919.03 U/L。

芽孢杆菌产生的胞外GL-7-ACA酰化酶

半合成头孢菌素因其低毒与广谱抗菌活性,临床应用日益增多.生产这些头孢菌素的关键中间体7—氨基头孢烷酸(7-ACA)由头孢菌素C(CPC)经化学裂解制得.由于化学转化需使用有毒化合物,具危险性,故现已逐渐被酶解法取代.在工业生产上,优先选用的是两步酶解工艺(图1).

GL-7-ACA酰化酶研究进展

对两步酶法生产7-氨基头孢烷酸所必需的GL-7-ACA酰化酶的研究进展进行了综述,并比较了现阶段GL-7-ACA酰化酶的重组表达水平,在此基础上对两步酶法的发展方向进行了分析。

带His标签的GL-7-ACA酰化酶一步纯化及固定化

GL-7-ACA酰化酶（GLA）能将GL-7-ACA转化为7-ACA，后者是半合成头孢菌素类抗生素的起始材料。本研究构建了四种带his标签的GLA，它们之间的N-端氨基酸序列不同。其中重组菌株BL21（DE3）／pET28GA01的GLA活性最大，在19h后达到3800u／L。将GLA分别固定化于TALON亲和载体、EPI—IDA—Co^2＋琼脂糖凝胶和FP—IDA-Ni^2＋树脂后，采用一步纯化和固定化方法进行活性测定，

GL-7ACA酰化酶基因工程菌(Escherichia coli MMR204/pZC1)批式补糖发酵条件优化

戊二酰 7 氨基头孢烷酸 (GL 7 ACA)酰化酶 (3 1 5 11)可有效催化GL 7ACA分子中戊二酰基侧链水解 ,形成 7 氨基头孢烷酸 (7 ACA)而成为两步酶法生产 7 ACA的重要工业用酶之一。在已构建的GL 7ACA酰化酶基因(acy)重组质粒pZC1基础上 ,进一步对酰化酶基因工程菌EscherichiacoliMMR2 0 4 pZC1的产酶发酵条件进行了考察。研究表明 ,工程菌的最佳发酵温度为 33℃ ,pH7 5～ 8 5的微碱条件有利于酶的生成。LB培养基补加适量葡萄糖 (1～ 5g L) ,可提高发酵生物量和产酶水平 ,但葡萄糖的过量补加 (6g L以上 ) ,则导致发酵液偏酸 (低至pH4 0 )而完全抑制酰化酶生成 ,并证明工程菌生长和产酶对乙酸的抑制效应较为敏感。同时通过 5L自控发酵罐的批式补糖试验 ,对恒速流加、pH反馈控制和指数流加等三种补糖模式的发酵产酶进程进行了比较。结果发现 ,三种方式的补糖条件下 ,acy基因在tac启动子控制下 ,呈组成型表达 ,细胞生长与产酶同步 ,无需诱导 ;其中 ,以指数流加方式得到的生物量和产酶水平最高。而从acy基因的表达效率 ,即比酶活看 。

高产GL-7ACA酰化酶菌株的获得及其培养条件的研究

从假单胞菌的野生菌株SP-821出发,经化学、物理诱变,获得GL-7ACA酰化酶高产菌株79u-18,酶活性高达700u/L。在菌株选育过程中一个突破性进展是分离获得构成型GL-7ACA酰化酶产生菌株,即该菌在培养中不需加入戊二酸作诱导剂。本文介绍上述菌株的获得及培养条件的研究。

GL-7ACA酰化酶的提取

假单孢菌79u-18菌株产生GL-7ACA的同时产生β-内酰胺酶。我们找到了一种简单有效的方法使β-内酰胺酶失活而不影响GL-7ACA酶活力。用冻融 -溶媒法提胞内酶GL-7ACA。酶回收率达60％以上,可用于工业化生产。

酶法生产7-氨基头孢烷酸的研究进展

氨基头孢烷酸 (7 ACA)是生产头孢菌素的重要原料 ,目前都由头孢菌素C通过化学法或生物酶法生产。综述了利用酶法生产 7 ACA的研究进展 ,其中涉及催化过程所用两种酶 (D 氨基酸氧化酶和GL 7 ACA酰化酶 )的酶学特性、表达、纯化。

用固定化大肠埃希氏菌基因工程菌株转化戊二酰基-7-氨基头孢烷酸为7-氨基头孢烷酸的研究

用乙酸纤维将ＧＬ－７－ＡＣＡ酰化酶基因工程菌大肠埃希氏菌Ａ５６／ｐＭＲＣＵ－３３４菌株固定化，酶反应的最适温度为５０℃，最适ｐＨ为８．０，与游离细胞一致；固定化细胞对温度和ｐＨ的稳定性比游离细胞提高。用薄板层析分析固定化细胞裂解ＧＬ－７－ＡＣＡ反应液中产物７－ＡＣＡ的含量以及ＧＬ－７－ＡＣＡ的残存量，在ｐＨ８．０．３７℃时ＧＬ－７－ＡＣＡ的转化率达９０％，产生７－ＡＣＡ的能力为１２．３４ｍｇ／（ｇ固定化细胞·ｈ）。使用２０批之后，ＧＬ－７－ＡＣＡ的转化率仍达６６％。

游离细胞催化与膜分离耦合制备7-氨基头孢烷酸的工艺研究

利用产D-氨基酸氧化酶(DAAO)和戊二酰基-7-氨基头孢烷酸酰化酶(GLA)的高酶活重组大肠杆菌,对双酶催化制备7-ACA的工艺进行了研究。提出了一条游离细胞反应与膜分离耦合的7-ACA生产新工艺:用游离细胞进行催化,用超滤膜进行细胞和产物的分离。结果发现用中空纤维超滤膜可以将反应体系中的细胞和催化产物分离,分离得到的细胞可重复使用;分离得到的反应液经一步结晶,7-ACA纯度为93.1%,结晶收率为51%。

酶法转化头孢菌素C成为7-氨基头孢烷酸的研究进展

7-氨基头孢烷酸(7-ACA)是生产头孢菌素的重要原料,目前大多由头孢菌素C通过化学法或酶法转化而来。本文综述了两步酶法生产7-ACA的研究进展,并详细阐述了催化过程用到的D-氨基酸氧化酶和GL-7-ACA酰化酶的酶学特性、表达、纯化及固定化。

酶法转化头孢菌素C成为7-氨基头孢烷酸的研究

7-氨基头孢烷酸（7-ACA）是生产头孢菌素的重要原料，目前大多由头孢菌素C通过化学法或酶法转化而来。本文综述了两步酶法生产7-ACA的研究进展，并详细阐述了催化过程用到的D-氨基酸氧化酶和GL-7-ACA酰化酶的酶学特性、表达、纯化及固定化。