过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (8): 862-871.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224362
宋显炳1,2,3, 杨宇2,3,4, 汪曼曼2,3,5, 何然峰2,3, 张玉明1*, 王自强2,3*, 李小连2,3, 王云山2,3
Xianbing SONG1,2,3, Yu YANG2,3,4, Manman WANG2,3,5, Ranfeng HE2,3, Yuming ZHANG1*, #br# Ziqiang WANG2,3*, Xiaolian LI2,3, Yunshan WANG2,3
摘要: D-丙氨酸(D-Ala)作为一种重要的手性氨基酸,在医药、食品、化工等领域具有广泛应用。本研究设计了一种多酶级联催化制备D-Ala的工艺路径,建立了pRMA与pEAD2菌株的分批补料发酵工艺,实现了马来酸顺反异构酶(MaiA)/天冬氨酸酶(AspA)和天冬氨酸消旋酶(AspR)/D-氨基酸转氨酶(DaaT)的共表达,并优化了以马来酸酐(MA)为底物的多酶级联制备D-Ala的工艺参数,开发出高效的D-Ala酶促转化工艺。实验结果表明,pRMA发酵培养23 h时,菌体浓度和表观活性均达到峰值,分别为72.56 g/L和554.49±30.96 U;pEAD2发酵培养9 h时,表观活性可达到513.74±38.25 U,此时菌体浓度为30.75 g/L。多酶级联催化制备D-Ala时,最适工艺参数为:底物MA浓度为1.5 mol/L,加入5.0 mmol/L磷酸吡哆醛(PLP),3.52 g/L丙酮酸(PA)和6.60 g/L pRMA菌体细胞,于pH为8.0、温度为50℃、转速为200 r/min条件下反应3 h,再加入9.80 g/L pEAD2菌体细胞继续反应至24 h。此时,底物转化率高达99.00%以上,D-Ala产率达到93.97%。将该催化体系放大40倍至4 L规模后,底物转化率仍保持在99.00%以上,D-Ala产率达93.19%,与小试水平无明显差异,可为D-Ala的工业生产提供参考。