王 璐，徐 刚，吴坚平，杨立荣

（浙江大学化学工程与生物工程学系 浙江 杭州 310027）

转氨酶（EC 2.6.1.X）广泛存在于自然界中，是催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的一类酶[1]，在细胞的氮代谢过程中发挥着重要作用。转氨酶作为生物催化剂可用于催化制备手性胺类化合物，作为合成治疗糖尿病药物、心血管药物、神经类药物、抗高血压药物和抗感染药物的重要中间体[2]，具有重大的工业应用价值[3]。通过基因工程等手段改造后的转氨酶应用于手性胺类医药中间体的生产也成为当前研究的热点之一[4,5]。

西他列汀（图1）是一种重要的糖尿病治疗用药物，是一种二肽基肽酶-4（DPP-4）抑制剂[6]。传统化学法生产西他列汀反应步骤复杂，反应条件苛刻，且产率及产物的光学纯度不高。Merck 集团采用转氨酶直接催化西他列汀前体酮的转氨基反应制备西他列汀取得了很好的效果，相比原本采用的化学合成方法产量提高了53%，转化率提高了10%～13%，同时减少了19%的废物排放[4,7]。转氨酶ATA117 基因（Genbank：JA717225）源自于节杆菌属（Arthrobactersp）KNK168 的野生型（R）-选择性转氨酶，最初由Iwasaki 等[8-10]分离获得。Codexis 公司发现这种R选择性转氨酶对小分子甲基酮（西他列汀前体酮的结构类似物）具有催化转氨的活性，进而与Merck 集团合作对其进一步改良，使得转氨酶的性能得到很大提高，用于催化制备西他列汀，产物光学纯度（eep）大于99.95%[4]。本工作通过全基因合成的方法获得转氨酶ATA117 基因，并将其构建在pETDuet-1 质粒上，获得基因工程菌，将其命名为Eco(pETDuet-ATA117)。为了提高转氨酶的摇瓶发酵活力，采用响应面法对影响转氨酶液体发酵的培养基成分进行考察和评价，并对重要因素进行优化，以确定最优的发酵培养基组成，后又对诱导条件进一步优化以提高产酶能力。……