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第 36 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.36, No.3
201 9 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2019

生物工程
三酶偶联全细胞生物合成 L-酪氨酸

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陈明亮 ，张利坤 ，杨卫华 ，唐云平 ，肖延铭
（1. 长兴制药股份有限公司，浙江 长兴 313100；2. 浙江海洋大学 食品与医药学院，浙江 舟山 316022）
摘要：通过将醛缩酶（ALD）、D-丝氨酸脱水酶（SDH）和酪氨酸酚裂解酶（TPL）三酶偶联，催化甘氨酸、甲
醛和苯酚合成 L-酪氨酸（L-Tyr）。并以 L-Tyr 的质量浓度为指标对转化工艺进行了考察。结果表明：三酶偶联
最佳反应条件为 pH=8.5、温度 35 ℃、乙酸铵质量分数 6 g/L、磷酸吡哆醛（PLP）质量浓度 0.1 g/L、3 种酶细
胞配比 m（ALD）∶m（SDH）∶m（TPL）=6∶3∶5。当甘氨酸加量为 50 g/L，利用上述工艺进行 10000 L 放
大，反应 11 h，L-Tyr 质量浓度可达 117 g/L，苯酚转化率为 97%，转化体系放大后苯酚转化率提高 4%，收率为
85%。
关键词：酶偶联；醛缩酶；D-丝氨酸脱水酶；酪氨酸酚裂解酶；L-酪氨酸；生物工程
中图分类号：TQ28 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 03-0455-06

Biosynthesis of L-Tyrosine with Aldolase, D-Serine

Dehydratase and Tyrosine Phenol-Lyase

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CHEN Ming-liang , ZHANG Li-kun , YANG Wei-hua , TANG Yun-ping , XIAO Yan-ming
（1. Changxing Pharmaceutical Co., Ltd., Changxing 313100, Zhejiang, China; 2. School of Food Science and
Pharmaceutics, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, Zhejiang, China）
Abstract: L-tyrosine (L-Tyr) was synthesized by three enzyme coupled catalysis. Glycine was catalyzed to
synthesize D-serine by aldolase (ALD). Subsequently, D-serine dehydratase (SDH) converted D-serine into
pyruvic acid ammonium. Then, L-Tyr was synthesized by tyrosine phenol-lyase (TPL) when the substrate
phenol was added into the reaction system. The synthetic conditions for L-Tyr were investigated by using
mass concentration of L-Tyr as evaluation index. The optimal reaction conditions were obtained as follows:
pH=8.5, reaction temperature 35 ℃, 6 g/L ammonium acetate, 0.1 g/L pyridoxal phosphate (PLP),
m(ALD)∶m(SDH)∶m(TPL)=6∶3∶5. The above conditions were used to catalyze glycine (50 g/L) for
11 h, the mass concentration of L-Tyr could reach 117 g/L. The phenol conversion increased by 4% after
amplification of the conversion system and the yield of L-Tyr reached 85%.
Key words: three enzyme coupling; aldolase; D-serine dehydratase; tyrosine phenol-lyase; L-tyrosine;
biological engineering

L-酪氨酸（L-Tyr）是一种芳香族天然氨基酸， 是目前生产 L-Tyr 的最为经济有效的方法 [11] 。
是动物体内合成蛋白质所需要的重要氨基酸之一 酪氨酸酚裂解酶（TPL），也称 β-酪氨酸酶，可
[1] [2] [3] [12] [11]
。在医药领域 、食品领域和临床应用上 都有非 以将苯酚、丙酮酸和氨转化为 L-Tyr 。Para 等
常重要的作用。目前，L-Tyr 的制备方法主要有提取 通过包埋法积累 L-Tyr 质量浓度达到 10 g/L。Lee 等 [3]
法 [4-6] 、化学合成法、直接发酵法 [7-8] 和生物酶催化 用 L-丝氨酸路线积累 L-Tyr 质量浓度达到 26.3 g/L，
法。提取法分离出高纯度的 L-Tyr 非常困难，效率 但该工艺存在甘氨酸对 TPL 抑制较强和操作复杂的
[9]
较低。化学合成法步骤多、手性差 。直接发酵法 明显不足。丙酮酸是 TPL 合成 L-Tyr 的关键底物之
过程复杂、产酸率低 [10] 。生物酶催化法具有专一性 一，但其作为一种日化中间体，国内外市场需求增
强、反应条件温和、周期短、易分离纯化等优点， 长极其迅速，价格居高不下。化学法生产丙酮酸污

收稿日期：2018-03-07; 定用日期：2018-12-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180151
作者简介：陈明亮（1990—），男，助工。联系人：肖延铭（1983—），男，硕士，E-mail：hrbxym1286@yeah.net。