Page 131 - 《精细化工》2023年第11期

第 11 期 陈 伟，等: 重组枯草芽孢杆菌全细胞催化高效合成 2′-脱氧腺苷 ·2443·

结果表明，调控 PyNP1-PNP3 多酶复合物的化 间产物的活化状态，从而显著影响酶的催化活性和
学计量比，增加多酶复合物内 PNP3 的数量，能有 反应速率 [32] 。本实验中，以重组菌株 CW17 为催化
效提高 dA 的催化合成效率。 酶源，添加质量浓度为 150 mg/L，分别在 35、40、
2.3 全细胞催化合成 dA 的条件优化 45、50、55、60 ℃下进行全细胞催化，结果见图
细胞添加量在一定程度上反映出催化体系中核 5b。从图 5b 可以看出，重组菌株 CW17 可适应的催
苷磷酸化酶的含量，因此，以催化反应体系总体积 化温度范围较广，且当催化温度由 35 ℃逐步升高
量不变的前提条件下，考察了重组菌株 CW17 不同 至 60 ℃时，脱氧胸苷的转化率呈现出先升高后下
细胞添加质量浓度（50、100、150、200、250 g/L） 降的趋势。当反应温度为 50 ℃时，dA 的产量最高，
对 dA 产量及脱氧胸苷转化率的影响，结果见图 5a。 为 200.3 g/L，底物脱氧胸苷转化率为 96.6%。
由图 5a 可知，当细胞添加质量浓度从 50 g/L
逐渐升至 250 g/L 时，dA 产量呈先升高后下降的趋 3 结论
势，且在细胞添加质量浓度为 150 g/L 时，dA 的产
本文将 E. coli 来源的核苷磷酸化酶 PyNP1 和
量达到 186.5 g/L，底物脱氧胸苷转化率为 89.6%。
PNP3 在 B. subtilis 中异源表达，获得的重组菌株
当催化体系中的细胞添加质量浓度超过 150 g/L 后，
CW3 在全细胞催化 2 h 后 dA 的产量为 113.1 g/L，脱
催化体系中的全细胞浓度增加明显，导致反应体系
氧胸苷转化率为 54.5%。随后，通过 RBS 序列优化
较为黏稠，不利于全细胞和底物的充分混合接触，
策略，并利用互作短肽构建多酶复合物进一步提高了
相同反应时间内，在一定程度上减缓了反应的进行，
dA 的产量与底物转化率。在此基础上，对催化体系
从而导致催化产物量降低。此外，以 150 g/L 的细
中细胞添加质量浓度及催化反应温度进行了优化，结
胞添加质量浓度作为催化酶源，不仅可实现较高的
果表明，当重组菌株 CW17 细胞添加质量浓度为
底物转化率，而且菌体量适中，能有效控制催化反
150 g/L，催化反应温度为 50 ℃时，dA 的产量达到
应成本。因此，细胞添加质量浓度定为 150 g/L。 200.3 g/L，底物脱氧腺胸苷的转化率为 96.6%。本研

究为 dA 的绿色高效生产奠定了良好的基础。

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