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第 35 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.35, No.12
2018 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2018

生物工程
L-苏氨酸醛缩酶催化合成 L-4-硝基苯基丝氨酸

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余进海 ，吴 婷 ，刘均忠 ，张宏娟 ，焦庆才
（1. 医药生物技术国家重点实验室 南京大学 生命科学学院，江苏 南京 210093；2. 南京医科大学 药
学院，江苏 南京 210029）
摘要：利用 pGEX-KG 载体在大肠杆菌 BL21(DE3)中重组表达 L-苏氨酸醛缩酶，以对硝基苯甲醛、甘氨酸为底
物，采用酶法合成了 L-4-硝基苯基丝氨酸，优化了反应条件，得到的最佳条件为：反应温度 45 ℃，pH=8.0，甘
氨酸浓度 500 mmol/L，对硝基苯甲醛浓度 100 mmol/L，每升转化液含 1.6 g 全细胞，反应 24 h 后，L-4-硝基苯
基丝氨酸质量浓度达到 9.72 g/L，对硝基苯甲醛转化率为 43%。放大至 500 mL 后转化液经过活性炭分离纯化得
到产物 3.92 g，总收率为 35%。
关键词：L-苏氨酸醛缩酶；对硝基苯甲醛；L-4-硝基苯基丝氨酸；活性炭吸附柱；生物工程
中图分类号：Q55 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2018) 12-2039-07

Synthesis of 4-Nitrophenylserine by Whole Cell with

Recombinant L-Threonine Aldolase

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YU Jin-hai , WU Ting , LIU Jun-zhong , ZHANG Hong-juan , JIAO Qing-cai
（1. State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, School of Life Sciences, Nanjing University, Nanjing
210093, Jiangsu, China; 2. School of Pharmacy, Nanjing Medical University, Nanjing 210029, Jiangsu, China）
Abstract: The recombinant pGEX-KG plasmid was constructed in Escherichia coli BL21(DE3) and
expressed with L-threonine aldolase. Then, the obtained L-threonine aldolase was used as a catalyst for the
synthesis of L-4-nitrophenylserine from 4-nitrobenzaldehyde and glycine. The reaction conditions were
optimized. The results showed that the optimal conditions were as follows: reaction temperature was 45℃, pH
value was 8.0, the concentration of glycine was 500 mmol/L, the concentration of 4-nitrobenzaldehyde was
100 mmol/L, the mass concentration of L-threonine aldolase whole cell was 1.6 g/L, and reaction time was 24 h.
Under these conditions, the mass concentration of L-4-nitrophenylserine reached 9.72 g/L and the conversion of
4-nitrobenzaldehyde was 43%. After amplification experiment (500 mL), the conversion solution was isolated
and further purified by active carbon, 3.96 g L-4-nitrophenylserine was obtained with a total yield of 35%.
Key words: L-threonine aldolase; 4-nitrobenzaldehyde; L-4-nitrophenylserine; active carbon adsorption
column; biological engineering
Foundation item: National Nature Science Foundation of China (21302100)

[5]
L-4-硝基苯基丝氨酸是一种重要的 β-羟基-α-氨 选择性较差；反应需要用到有毒有机溶剂 或使用昂
[6]
[7]
基酸，广泛用于多种重要化合物如手性相转移催化 贵的重金属做为手性催化剂 ，拆分试剂毒性较大 。
剂，氨肽酶 N（APN）/CD13 抑制剂的合成 [1-2] ，近 相较于化学法，酶催化法具有转化条件温和，立体
[8]
年来作为合成广谱抗生素氯霉素及其衍生物的重要 选择性强，催化效率高等优点 。酶法合成 L-4-硝
[9]
[3]
中间体 引起人们广泛关注。 基苯基丝氨酸主要涉及 L-丝氨酸羟甲基转移酶 和
目前，化学法合成 L-4-硝基苯基丝氨酸需要强 丙氨酸消旋酶 [10] ，其中 L-丝氨酸羟甲基转移酶只有
[4]
酸和强碱的环境，反应条件严苛 ，收率低，立体 在有机溶剂（DMSO 或 DMF）存在下活性较高，对

收稿日期：2018-01-19; 定用日期：2018-05-10; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180056
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（21302100）
作者简介：余进海（1991—），男，硕士生。联系人：焦庆才（1959—），男，教授，博士生导师，电话：025-89685469，E-mail：jiaoqc@163.com。