腈水解酶重组菌的培养工艺及磁性固定化研究
2021-08-31商玉婷龚劲松王顺治陆震鸣李恒史劲松许正宏
商玉婷,龚劲松,王顺治,陆震鸣,李恒,史劲松,许正宏*
1(江南大学 生物工程学院,粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏 无锡,214122)2(江南大学 药学院,糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏 无锡,214122)
烟酸又称维生素B3,在生物体的生命活动中起着重要作用。烟酸具有抗氧化活性,可以保护蛋白质免受UV-C辐射的损害[1]。食用含有烟酸的饮食可以降低牛、火鸡或猪等的脂肪含量,从而改善肉质[2]。此外,烟酸还可以作为原料来合成新的化学中间体,例如烟酰胺、6-羟基烟酸[3]等。
利用腈水解酶催化3-氰基吡啶制得烟酸具有产物纯度高、反应时间短、操作过程简单的优点。据报道,产腈水解酶的杜鹃红球菌tg1-A6在55 ℃下能将130 mmol/L 3-氰基吡啶完全转化为烟酸,烟酸的最高质量浓度可达165.2 g/L[4]。FAN等[5]构建了1株产重组腈水解酶的大肠杆菌,基因来源为RalstoniaeutrophaH16,该酶可以在20.8 h水解1 050 mmol/L 3-氰基吡啶,积累生产烟酸129.2 g/L。
通过罐上发酵培养可以提高细胞在培养基中的密度,从而提高产物的浓度和比细胞生产率[6]。相比常规细胞培养方法,罐上发酵技术能够提高生产率、减少培养量和设备投资,并增强下游加工能力[7]。通过控制营养物的补料分批培养是实现高细胞密度发酵的最常用方法之一,其包括简单间接反馈方法,例如恒pH培养策略、DO-stat策略、指数进料,或者根据葡萄糖需求量反馈补料等方法[8-9]。顾炳琛等[10]在腈水解酶产生菌的发酵中采用pH调节策略,最终腈水解酶的最高活性可达到583.3 U/mL。
磁性固定化是通过使用磁性纳米材料对酶、抗体或细胞等进行结合,从而实现通过磁场进行产物或细胞分离的一种固定化方法。……
