固定化E.coli中谷氨酸脱羧酶转化谷氨酸生成γ-氨基丁酸的研究

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γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种非组成蛋白质的氨基酸，在哺乳动物中枢神经系统中是主要的抑制性神经递质，具有重要的生理功能。GABA可由谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase，GAD)催化谷氨酸(glutamic acid,Glu)生成。本文对一株E.coli产酶工艺、固定化GAD的方法、GABA的分离提取以及酶反应与产物分离偶联体系进行了探讨。通过对两株产GAD的E.coli在四种不同培养基上生长和产酶状况进行对比，确定了选用的菌株为购自中国工业微生物菌种保藏中心(CICC)的E.coli CICC 10003；对该菌产酶的发酵工艺条件进行了研究，确定培养基组成为：每1 L蒸馏水加入牛肉膏19.225 g，NaCl 12.5 g，谷氨酸钠(mono sodium glutamate，MSG)5 g，VB<,6> 0.075 mmol/L，MgSO<,4> 0.075％，调节pH到7；培养条件为种龄10 h，接种量3％，装液量16％(40/250 mL)，转速160 r/min。对GAD固定化方法及固定化酶酶学性质进行了研究，确定了GAD适宜的包被条件为：3％海藻酸钠，0.1 mol/L CaCl<,2>，固定化6 h；确定了固定化谷氨酸脱羧酶(immobile glutamatedecarboxylase，IGAD)的最适pn为4.8-5.0，最适温度为42℃，最适底物浓度为1％。在反应进行4次时，一半IGAD丧失活性，通过酶活力恢复的方法(0.05 mol/L CaCl<,2>，0.01 mmol/L，PLP，2.5 mmol/L MSG，pH 6.0)可以将酶活100％恢复。在IGAD反应过程中，扩散限制可能是主要影响酶反应的因素。利用阳离子交换柱研究GABA的分离和提取工艺，结果表明H型强酸性阳离子交换树脂在过柱液流速为3 mL/min时可以将95％以上的GABA吸附，用2 mol/L氨水以1 mL/min的速度洗脱，并经过真空浓缩加入95％乙醇后可得GABA结晶。建立了GABA的分离以及酶反应与产物分离偶联体系，当反应柱流速为1 mL/min，分离柱流速为3 mL/min，反应柱与分离柱的组装为-反应柱两分离柱时，可以实现良好的酶转化与分离的偶联。通过以上研究和探讨，基本实现了利用IGAD有效转化Glu生成GABA的目的，并可以从反应体系中分离获得GABA结晶。

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作者
乔春楠;
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作者单位

中国农业大学;

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授予单位中国农业大学;
学科食品生物技术
授予学位硕士
导师姓名孙君社;
年度 2007
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TS201.24;
关键词
γ-氨基丁酸; 谷氨酸脱羧酶; 固定化; 大肠杆菌; 氨基酸;

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