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邻苯二酚1,2—双加氧酶(cαtA)基因是芳香族化合物降解途径中的一个关键酶基因,它所编码的酶能将邻苯二酚降解成顺,顺—已二烯二酸。根据已报道Pseudomonas putida的cαtA基因序列,合成寡核苷酸引物,用本实验室保存的Pseudomonas B3—1的总DNA为模板,通过PCR方法扩增出cαtA全基因序列,测序分析表明该片段与Genbank上报道的Pseudomonas putida W619的catechol1,2—dioxygenase基因在核苷酸水平有87%的相似性,氨基酸水平具有90%的相似性。
根据DNA同源重组的原理,利用自杀质粒pK18mob构建含有部分cαtA基因片段的重组质粒,通过三亲本结合法导入野生菌株Pseudomonas B3—1中,在抗性平板上筛选得到突变菌株Pseudomonas B3—1TB。对突变株进行研究发现,Pseudomonas B3—1TB的cαtA酶活只有野生菌株PseudomonasB3—1cαtA酶活的30%,突变体Pseudomonas sp.B3—1TB培养液中邻苯二酚含量达到1.085mg/ml,与原始菌相比提高了43.0%。对突变菌株生产邻苯二酚的发酵条件进行了优化,结果表明,当培养基中苯甲酸钠浓度为4.0g/L,培养温度为32℃,pH值为6.0时,培养液中邻苯二酚含量达到1.222mg/ml,比优化前提高了12.6%,比野生菌株提高了70.2%。
进一步对发酵反应液中邻苯二酚的分离纯化工艺进行研究,得到了较佳的萃取工艺条件:乙酸乙酯为萃取剂,萃取温度为室温(25℃),萃取时间为10min,相比为0.7,静置时间为10min,磁力搅拌转速为500rpm,调整反应液的pH值为8.0,采用二级错流萃取。在该萃取工艺条件下,邻苯二酚的萃取率可达99.14%。采用条件压强为0.02MPa,温度为55℃,减压蒸馏操作方式,邻苯二酚的蒸馏回收率达到94.37%。整个工艺提纯邻苯二酚的总回收率高达93.56%。