微生物合成ε-聚赖氨酸的研究进展.pdfVIP

微生物合成 ￡-聚赖氨酸的研究进展 耿伟涛 ，宋存江 ，解慧 ，冯俊 ，谢晨庚 ，王淑芳 1(南开大学分子微生物与技术教育部重点实验室，天津，300071) 2(南开大学生物活性材料教育部重点实验室 ，天津 ，300071) 摘 要 介绍 了国内外 s一聚赖氨酸的研究和生产状况，介绍 了s一聚赖氨酸合成机理 。特别是对于 e一聚赖氨酸合 成酶结构 以及决定 s一聚赖氨酸聚合度大小的催化合成模型进行 了综述。另外，作者结合 自己的研究展望 了8一聚 赖氨酸研究的发展趋势 。 关键词 s一聚赖氨酸，合成机理，s一聚赖氨酸合成酶，催化模型 20世纪70年代末，Shima等在 白色链霉菌 (Step． 生 长。Kahar采 用 两 步 法 对 Streptomycesalbulus tomycesalbulus)的发酵液中发现了8一聚赖氨酸 (8一po— No．410进行发酵实验 ，第 1步控制 pH高于5．0， ly．L—lysine，8一PL)…。它是 由25～35个L-lysine组成 使菌体大量繁殖 ，第 2步控制 pH在 4．0附近 ，进行 的同型聚合物 ，通过 ．羧基与 e．氨基形成酰胺键连 8-PL的合成。发酵94h，产量可达5．7g／L。在 96h 接而成 ，相对分子质量为 3500～4500。 后继续补加葡萄糖与硫酸铵 ，最终发酵7天 ，产量达 8一PL是一种阳离子多肽 ，对革兰氏阴性菌和革 到了48．3g／L。 兰氏阳性菌具有广谱的抗菌活性 ，并具有安全可降解 s—PL在 日本 Chisso公司已经实现了千 吨级的商 的特点。因此 ，已在许多国家作为食品防腐剂使用。 业化生产 ，而在我 国相关研究起步较 晚。2008年 9 2003年 ，日本 Chisso公司 向美 国食 品药 品管理局 月，浙江银象生物工程有限公司聚赖氨酸工业化试生 (FoodandDrugAdministration，FDA)提交 了 8．PL用 产成功。2006年 ，南京工业大学徐虹等 在土壤 中 做食品添加剂的申请 ，2004年 1月获得应用许可。￡一 分离到 1株北里孢 氏菌 (Kitasatosporasp．)，命名为 PL除了可作为食品防腐剂之外，还涉及医药、化工和 Kitasatosporasp．PL6—3。通过 120h的补料分批发 环保材料等应用领域。随着 s-PL高产菌株 以及控 酵，产量能达 13．9g／L，产物分子质量为5．O1kDa，聚 制 pH发酵策略 的采用 ，8一PL的工业化生产技术 已 合了40个赖氨酸单体 ，分子量和聚合度均是 目前报 趋于成熟。 道最高的。2010年 ，该研究组又进行 了 PL6．3的突 变株 MY5．36的菌体 固定化条件下的发酵研究 ，体 1 ￡一PL生产研究及其合成菌 系中产物终浓度为 34．11g／L，且固定化 的细胞在实 Shima等人分离的SteptomycesalbulusNo．346(保 验中可以重复使用 5次，总计 526h。天津科技大学 藏为 S．albulusNBRC14147)在基本培养基进行摇瓶 贾士儒等 2010年 2月报道 了 1株 8-PL生产菌株 发酵 ，生长 96h产量为0．2g／L¨。为了改善生产状 淀粉酶产色链霉菌 TUST一2，对 TUST-2进行诱变育 况 ，Hiraki等人通过化学诱变育种得到 了S．albulus 种 ，突变株在 5L发酵罐的产量达到了 32g／L。江南 No．410 ，该突变株在 M3G培养基 中，30~(2摇瓶培 大学毛忠贵 。。等报道了 1株 Streptomycesgriseofus— 养96h产量可达 1．2g／L。 C1Z$，在 5L发酵罐 中进行补料分批发酵之后产量可以 在进行 ￡一PL发酵生