顾炳琛,龚劲松,龙华,韩笑,张强,刘清华,李自云,许正宏,史劲松.产腈水解酶重组菌的发酵工艺及催化性质研究[J].分子催化,2019,33(2):174-180
产腈水解酶重组菌的发酵工艺及催化性质研究
The Fermentation Process of a Nitrilase-producing Strain and Its Catalytic Properties
投稿时间:2019-01-12  修订日期:2019-02-24
DOI:
中文关键词:  腈水解酶  发酵工艺  烟酸  3-氰基吡啶  生物催化
英文关键词:nitrilase  fermentation process  nicotinic acid  3-cyanopyridine
基金项目:国家自然科学基金项目(No.21406088);山东省西部人才支持计划(No.2017GRC5217);江南大学大学生创新训练计划项目(No.2018542Y)资助
作者单位E-mail
顾炳琛 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122  
龚劲松 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122 jinsonggong.bio@hotmail.com 
龙华 山东昆达生物科技有限公司, 山东 临沂 276400  
韩笑 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122  
张强 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122  
刘清华 山东昆达生物科技有限公司, 山东 临沂 276400  
李自云 山东昆达生物科技有限公司, 山东 临沂 276400  
许正宏 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
江南大学 生物工程学院 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室, 江苏 无锡 214122 
 
史劲松 江南大学 药学院 糖化学与生物技术教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122  
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中文摘要:
      为了提升腈水解酶转化3-氰基吡啶制备烟酸的工艺经济性并为其工业应用奠定基础,对重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)-NIT进行了pH-stat高密度发酵以及催化性质研究.结果显示,高密度发酵实验中获得最高菌体OD600为136.8,细胞干重61.97 g/L,最高酶活为558.6 U/mL;进一步考察了重组菌在不同温度、pH、金属离子以及有机溶剂等条件下的催化特性.最后,将高密度发酵获得的菌体制备成静息细胞,在30℃、pH 7.2条件下,280 min内共转化200 mmol/L底物总计24批次,烟酸累积浓度590 g/L,是目前文献所报道生物法合成烟酸最高水平.
英文摘要:
      In order to promote the application potential of nitrilase for production of nicotinic acid, we conducted the high cell-density cultivation of a nitrilase-producing recombinant strain E.coli BL21(DE3)-NIT, setting pH-stat as the feeding strategy. And results showed that the highest OD600 of 136.8 (the dry cell weight of 61.97 g/L) and the highest enzyme activity of 558.6 U/mL were achieved. Then we investigated the catalytic properties of E.coli BL21(DE3)-NIT under varied circumstance, including the effects of temperature, pH, and metal ions on conversion reaction. Finally, we carried out the conversion of 3-cyanopyridine with the fed-batch mode, with the resting cells prepared from HCDC, at 30℃, pH 7.2. Finally, 24 batches of 200 mmol/L of 3-cyanopyridine were converted to nicotinic acid in 280 min, which accumulated the nicotinic acid concentration of 590 g/L. This is the highest level reported in literature on biosynthesis of nicotinic acid to date.
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