换一批
换一批色氨酸羟化酶2理性设计提高大肠埃希菌5-羟基色氨酸产量
Rational Design of Tryptophan Hydroxylase-2 for Improving 5-Hydroxytryptophan Production in Escherichia coli
摘要色氨酸羟化酶(TPH)可催化色氨酸羟化为5-羟基色氨酸(5-HTP),是5-HTP生物合成过程中的关键酶.为了提高大肠埃希菌细胞工厂合成5-HTP的效率,通过酶的理性设计和定点突变技术构建了人色氨酸羟化酶2(TPH2)的系列突变体,并在高产L-色氨酸且含有TPH辅酶四氢生物蝶呤(BH4)合成与再生模块的大肠埃希菌中表达.发现适当降低酶和色氨酸、酶和BH4间结合的氢键数目有助于提高5-HTP产量;酶和底物色氨酸结合情况不变,辅酶BH4与酶间氢键数目越多,5-HTP产量越低.5-HTP产量最高的细胞工厂是由突变酶V195A/V197I构建的,5-HTP产量较野生酶构建的细胞工厂产量提高54％,1 L补料摇床发酵48 h,5-HTP产量达16.17 g/L.理性设计是提高TPH2酶活,突破5-HTP合成限速步骤的有效途径,TPH2和底物色氨酸、辅酶BH4间氢键连接太多或太少都不利于其催化活性的发挥.
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关键词
色氨酸羟化酶2理性设计定点突变5-羟基色氨酸细胞工厂tryptophan hydroxylase-2rational designsite-directed mutagenesis5-HTP(5-hydroxytryptophan)cell factory
分类号
Q936
栏目名称
DOI
10.3969/j.issn.1005-7021.2024.04.003
发布时间
2024-09-23
基金项目
河北省重点研发计划项目（22372403D）
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