Page 103 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 潘鑫茹，等: 共表达 PPK 和 GMAS 全细胞催化合成 L-茶氨酸 ·1831·

为宜。 成本，添加 2 mmol/L 的起始 ATP 即可有效启动基
2.2.6 polyP 浓度对生成 L-茶氨酸的影响 于 PPK 的能量再生系统。
GMAS 酶法合成 L-茶氨酸需要持续不断的 ATP 2.2.8 谷氨酸钠浓度对生成 L-茶氨酸的影响
供应，PPK 可利用 polyP 生成 ATP，polyP 浓度对 将底物谷氨酸钠配制为 100、200、300、400、
L-茶氨酸产率有着重要影响。改变 polyP 浓度，反 500 和 600 mmol/L，35 ℃，反应 24 h 取样进行 HPLC
应 24 h 检测 L-茶氨酸生成量。如图 8 所示,当 polyP 检测 L-茶氨酸含量。如图 10 所示，随着谷氨酸钠
浓度从 30 mmol/L 增加至 75 mmol/L 时，L-茶氨酸产 浓度的增高，L-茶氨酸的产量也增多，当谷氨酸钠
量随之增加。当浓度高于 75 mmol/L 时，高浓度的 浓度为 300 mmol/L 时，L-茶氨酸产量最高，超过该
polyP 使得 L-茶氨酸产量略有下降，可能是因为高 浓度后，L-茶氨酸产量下降。高浓度的底物谷氨酸
浓度的 polyP 增加了溶液的离子强度，对酶活性产 钠对产物 L-茶氨酸的生成反而有抑制作用。
生抑制作用 [28] 。

图 10 谷氨酸钠浓度对 L-茶氨酸产量影响

图 8 polyP 浓度对 L-茶氨酸生成的影响 Fig. 10 Effect of monosodium glutamate on the production
Fig. 8 Effect of concentration of polyP on the production of L-theanine
of L-theanine
2.2.9 全细胞催化生成 L-茶氨酸反应进程
2.2.7 ATP 添加量对生成 L-茶氨酸的影响
根据单因素优化得到的结果，配制以下反应液，
本文建立的基于 PPK 的 ATP 再生系统，需添加
考察 pETDuet-1-GMAS-PPK 重组工程菌全细胞催化
起始催化的 ATP，起始 ATP 添加量对 L-茶氨酸产率
生成 L-茶氨酸的反应进程。300 mmol/L 谷氨酸钠、
有着重要的影响。在反应体系中保持其他参数不变，
420 mmol/L 乙胺盐酸盐、100 mmol/L 六偏磷酸钠、
分别设置 ATP 浓度为 0.2、1、2、4、6、8 mmol/L，
2+
150 mmol/L Mg 、起始 ATP 浓度为 2 mmol/L、20 g/L
35 ℃反应，分别在 2、4、8、12、16、20、24 h 取
菌体浓度于 35 ℃、pH=7.0 反应，反应进程见图 11。
样进行 HPLC 检测 L-茶氨酸含量，结果见图 9。 结果显示反应 24 h，谷氨酸钠转化率为 66.34%。

图 9 ATP 起始添加量对 L-茶氨酸生成的影响 图 11 全细胞催化生成 L-茶氨酸反应进程
Fig. 9 Effect of ATP added amount on L-theanine production Fig. 11 Reaction process of synthesis of L-theanine catalyzed
by whole cell
结果显示，在反应前 8 h，L-茶氨酸产量随着起
始 ATP 添加量的增加而增多；反应 24 h，2、4、6 3 结论
和 8 mmol/L 的起始添加 ATP 对 L-茶氨酸产量影响
不大，最终 L-茶氨酸产量基本持平。考虑到 ATP 的 本文结果显示重组菌 pETDuet-1-GMAS-PPK 全