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重组大肠杆菌全细胞催化高效合成胆绿素

Efficient production of biliverdin through whole-cell biocatalysis using recombinant Escherichia coli

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胆绿素作为一种重要的保护细胞的抗氧化剂,其传统生产方法主要由胆红素的化学氧化产生,但过程复杂、纯度不高.本研究提出了一种高效、绿色、安全的生产胆绿素的方法.通过比较,筛选得到了破伤风梭状芽孢杆菌(Clostridium tetani)来源的血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)基因,并成功构建具备转化血红素合成胆绿素能力的重组大肠杆菌(Escherichia coli)BL21/pETDuet-hoCt.在pH 7.0、35℃、100 mg/L底物浓度条件下胆绿素产量为32.9 mg/L.为提高还原力,构建了基于谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GdhA)的NADPH辅酶再生系统,获得重组菌E.coliBL21/pETDuet-gdhAEc-hoCt,胆绿素产量为71.5 mg/L.此外,通过引入膜表面展示系统,构建重组菌E.coliBL21/pETDuet-gdhAEc-blc/hoCt,缩短转化时间的同时,胆绿素产量进一步得到提高,达到76.3 mg/L,是目前生物法合成胆绿素的最高研究报道.本研究为胆绿素的绿色生产奠定了良好的基础.

闫思翰、邵明龙、徐美娟、张显、杨套伟、饶志明

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江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122

血红素加氧酶 谷氨酸脱氢酶 锚定蛋白 胆绿素Ⅸα 生物催化 合成生物学

国家重点研发计划国家自然科学基金天津市合成生物技术创新能力提升行动项目新疆生产建设兵团科技攻关计划江南大学基本科研计划青年基金

2019YFA090530031700041TSBICIP-KJGG-001-142019AB009JUSRP12017

2022

10.13345/j.cjb.220137

生物工程学报
中国科学院微生物研究所 中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.641
ISSN：1000-3061
年,卷(期)：2022.38(7)
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