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酶法转化精氨酸生产胍基丁胺

2020-01-13张言慧吉武科高爱存孙博通袁建国

食品与发酵工业 2019年24期

张言慧,吉武科,高爱存,孙博通,袁建国*

1(山东国力生物技术研究院,山东 济南,250101)2(山东国力生物科技有限公司,山东 济南,250014)

胍基丁胺(agmatine)作为一种重要的生物胺,具有很大的生理功能和医药价值。1994年LI等认为CDS物质便是胍基丁胺[1],从此对该物质的研究逐渐增多。胍基丁胺由精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase,ADC)催化底物精氨酸脱羧产生[2]。血液中胍基丁胺的质量浓度为0.2~0.4 ng/mL,胍基丁胺在体内几乎分布于所有的器官[3],在亚细胞水平上,胍基丁胺存在于距内质网和线粒体很近的大密度核心囊泡中[4]。胍基丁胺能抑制细胞内多胺的合成,促进多胺的降解,从而降低细胞内多胺的水平[5];在中枢神经系统,胍基丁胺可作为一种抗抑郁的药物,减缓耐药性的发生和改善急性吗啡停药综合征[6];此外,胍基丁胺还能促进记忆的巩固[7];胍基丁胺能抑制多种细胞的增殖(包括肝癌细胞、血管平滑肌细胞、星型胶质细胞、内皮细胞和肾小管上皮细胞等)[8-9]。在食品、医药等领域国内外需求巨大,市场应用前景广阔。

目前我国胍基丁胺的制备主要来自化学方法,化学法合成胍基丁胺步骤繁琐、效率低、污染重。利用生物法合成胍基丁胺因具有操作简便、反应速率快、无污染等优点,受到了人们的关注。AKASAKA等[10]利用米曲霉固态发酵生产胍基丁胺,产量只有8.3 mmol/L,ZHANG等[11]利用固定化基因重组大肠杆菌催化精氨酸合成胍基丁胺,其产量可以达到20 g/L;SUN等[12]利用基因重组大肠杆菌表达ADC,然后利用该酶催化精氨酸反应,使得胍基丁胺的产量提高到69.22 g/L。……

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