【摘 要】
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氨基酸在生物体内具有重要生理研究价值,自然界中大多数氨基酸是L型,D型氨基酸分子含量少价值高,在治疗某些疾病和衰老机制方面,以及在医药、农药和食品领域都具有重要作用。D-谷氨酰胺是一种药用氨基酸,用于治疗胃和十二指肠溃疡以及幼儿智力低下等症,也是治疗白血病药物的中间体。二肽是由两个氨基酸通过脱水缩合形成酰胺键相连的特殊分子,二肽相较于单一的氨基酸,具有其特殊的优势,如降血压,镇痛,抗肿瘤,抑制白血
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氨基酸在生物体内具有重要生理研究价值,自然界中大多数氨基酸是L型,D型氨基酸分子含量少价值高,在治疗某些疾病和衰老机制方面,以及在医药、农药和食品领域都具有重要作用。D-谷氨酰胺是一种药用氨基酸,用于治疗胃和十二指肠溃疡以及幼儿智力低下等症,也是治疗白血病药物的中间体。二肽是由两个氨基酸通过脱水缩合形成酰胺键相连的特殊分子,二肽相较于单一的氨基酸,具有其特殊的优势,如降血压,镇痛,抗肿瘤,抑制白血病,抗氧化以及保护神经的作用。基于D-谷氨酰胺和二肽的重要价值,本文围绕生物酶法制备D型氨基酸以及二肽展开工作。主要利用氨肽酶(DmpA)和α-氨基酸酯酰基转移酶(SAET)两种酶进行探究。首先通过化学酶法联用生产D-谷氨酰胺。利用廉价的DL-谷氨酸作为原始材料经过四步得到DL-谷氨酰胺,收率等于70%。异源表达DmpA,利用含有重组载体的大肠杆菌菌泥直接作为催化剂,其酶学性质考察如下:最适温度为30℃,最适pH为8,温度稳定性和pH稳定性分别是30℃和8,0.1%(v/v)Triton X-100和10-3 mol/L Mn2+对于酶活具有显著提高作用。其次构建重组基因工程菌SAET用于催化多种二肽的产生,对八种二肽进行考察发现,Ala-Gln、Ala-Lys、Ala-Ser所用展开剂为乙醇:乙酸乙酯:水:氨水=50:10:15:1,Ala-Met、Val-Lys、Val-Ser所用展开剂为碱性展开剂,Val-Gln和Val-瓜氨酸所用展开剂为酸性展开剂。Val-Gln、Val-瓜氨酸、Val-Ser 和 Val-Lys 最适温度为 25℃,Ala-Gln、Ala-Lys、Ala-Met 和 Ala-Ser 最适温度为 30℃。Val-Gln、Val-Ser 和 Val-Lys 最适 pH 为 7,Val-瓜氨酸、Ala-Lys 和 Ala-Met 最适 pH 为 8,Ala-Ser 和 Ala-Gln 最适 pH 为 9。最后在SAET基因末端额外添加6个Lys标签,与SAET一起进行交联酶聚集体制备研究,并进行对比,发现PL-SAET的交联度要高于未添加Lys标签的原始SAET。对于CLEAs-SAET来说,在粗酶液质量浓度为200 g/L时,选择70%质量浓度的硫酸铵,0.5%质量分数的戊二醛,交联2小时达到最好的交联效果。其最适温度是30℃,最适pH是9。对于CLEAs-PL-SAET来说,选择粗酶液质量浓度200 g/L,70%质量浓度的硫酸铵,0.5%质量分数的戊二醛交联45分钟后得到效果最好的交联酶聚集体,其最适温度和最适pH与CLEAs-SAET一致。在本文研究当中,首次发现DmpA具有生物拆分DL-谷氨酰胺的能力,并且结合化学法,构建了化学酶法联用高效,便捷,绿色生产D-谷氨酰胺的方法。,SAET作为一种常见的合成力肽的酶,也是首次被发现可以利用缬氨酸甲酯作为底物合成二肽,并且结合交联酶聚集体技术,成功制备了 SAET交联酶聚集体。本研究为今后生物酶法合成D型氨基酸和二肽提供了新思路,奠定了基础,具有重要意义。
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