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发酵乳杆菌来源L-阿拉伯糖异构酶理性设计及在D-塔格糖生产中的应用

Rational design of L-arabinose isomerase from Lactobacillus fermentum and its application in D-tagatose production

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L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶.为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率,本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用,并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性.结果显示,突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍,进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的Km和kcat分别为530.8 mmol/L与19.9 s-1,底物亲和力显著提高,催化效率提高至野生型酶的8.2倍.以400 g/L乳糖为底物时,突变酶M185A/F279I转化率高达22.8％.本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值.

李娟、吴敬、陈晟、夏伟

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江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122

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

江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室,江苏无锡214122

L-阿拉伯糖异构酶 理性设计 D-半乳糖 D-塔格糖 转化率

国家自然科学基金国家自然科学基金江苏省自然科学基金

3180147231730067BK20180604

2023

10.13345/j.cjb.220805

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)：2023.39(3)
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