Cyclobacterium qasimii脱乙酰酶的异源表达及酶学性质
2021-01-07马佳菲范立强赵黎明蒋丽华
马佳菲,秦 臻,范立强,赵黎明,*,蒋丽华,*
(1.华东理工大学 生物工程学院/发酵工业分离提取技术研发中心/生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237; 2.上海大学 生命科学学院, 上海 201900)
氨基葡萄糖(glucosamine,GlcN)是天然的氨基单糖,在自然界中广泛存在,其衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-D-glucosamine,GlcNAc)是甲壳素(又称为几丁质)的结构单元。GlcN是唯一的碱性单糖,游离的氨基使其具有生物活性。GlcN不仅可用于治疗关节炎,促进关节生理活性的正常运行[1-4],而且具有多种生物活性,如抗癌[5-7]、抗氧化[8-11]、抑菌[12-13]、抗病毒[14]等。GlcN已被广泛应用到医药、饲料、保健食品、化妆品等领域中。
GlcN的广泛使用促使其需求量不断增加,刺激了其工业化生产的发展。目前GlcN的生产方法有酸水解法、微生物发酵法和生物催化法。传统的甲壳素酸水解法[15-17]需在高温条件下,并在浓酸中进行水解,存在环境污染严重、设备要求高等问题。通过微生物发酵法制备GlcNAc[18-19],并进一步脱乙酰基获得GlcN,已逐渐成为规模化生物制造GlcN的主要途径;然而该方法的脱乙酰反应仍需要采用酸水解来实现。Deng等[20-21]还报道了微生物发酵法直接生产GlcN,但在发酵过程中,GlcN降解速度快,且GlcN及其降解产物对宿主细胞具有抑制作用,导致产量较低。Jiang等[22-23]报道了以GlcNAc为底物,全细胞催化生产GlcN,此方法环境污染少,但仍未达到工业化生产的需求。基于已有的生产方法,利用微生物发酵法得到的GlcNAc,再利用一种环境友好、成本低、生产效率高且工艺简单的生物酶催化法将GlcNAc脱乙酰基生产GlcN,将是一种更理想的GlcN生产方法。……
