L-苯丙氨酸的生产(课堂PPT)



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1、1代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的苯丙氨酸的生产中的应用生产中的应用2Diagram一、一、 L-L-苯丙氨酸的简介苯丙氨酸的简介二、二、 L-L-苯丙氨酸的生产方法苯丙氨酸的生产方法 三、三、 L-L-苯丙氨酸的体内代谢途径苯丙氨酸的体内代谢途径 四、四、 L-L-苯丙氨酸的代谢调控苯丙氨酸的代谢调控 五、展望五、展望代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用3一、一、 L-苯丙氨酸的简介苯丙氨酸的简介vL-L-苯丙氨酸苯丙氨酸是芳香族氨基酸,是人体八大必需氨基酸之一。常温下是白色结晶或结晶性粉末固体,有L-型、D-型两种消旋体和DL-型外消旋体,具有生物活性的是
2、L-型光学异构体,即L-苯丙氨酸(L-Phenylalanine,L-Phe)。代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用4L-苯丙氨酸的应用食品业:制成甜味剂如阿斯巴甜;作为人必需氨基酸制成保健食品。医药业:Phe是一些抗癌药物甲酸溶肉痛素、苯丙氨苄等的中间体;将抗肿瘤药导入靶部位的载体,或添加于复合氨基酸输液。化妆品业:L-Phe广泛应用于洗发用品和护肤用品,有滋润和美白皮肤、亮泽,毛发的作用。代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用5代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用二、二、L-苯丙氨酸的生产方法苯丙
3、氨酸的生产方法化学合成法:收率低,副产物多酶法:工艺路线短,生产能力强;酶的稳定性差,成本高微生物发酵法:成本较低、产物纯度高,对环境的污染相对较小63-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸预苯酸苯丙酮酸分支酸分支酸变位酶(限速反应)预苯酸脱水酶(限速反应)DAHP合成酶(限速反应)三、三、 L-苯苯丙氨酸的丙氨酸的体内代谢体内代谢途径途径E.coli是最常应用的菌种。图为以葡萄糖作为E.coli生长的碳源时的由DAHP生产L-Phe的详细路径图7v1 1、增强、增强中心代谢途径中心代谢途径代谢流:代谢流:(1 1)加强基因)加强基因aroFaroF的超量表达:的超量表达: DAHP的合成酶DS
4、控制的反应是该途径中的第一个限速反应。DS是基因aroF、aroG、aroH控制的同工酶。代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用 四、四、 L-苯丙氨酸代谢调控苯丙氨酸代谢调控8(2 2)增加)增加PEPPEP 的合成的合成 磷酸烯醇丙酮酸合成酶(PpsA)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PckA)是糖代谢中心途径中生成磷酸烯醇丙酮酸(PEP)的2个关键酶,在大肠杆菌中分别由ppsA和pckA基因编码.扩增ppsA,pckA基因,使这两个基因单独表达或串联表达,都能提高PEP的合成量,进而提高DAHP的合成量。代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中
5、的应用9(3 3)改造)改造PTSPTS系统系统 野生型大肠杆菌体内PEP的消耗主要是磷酰基转移系统(PTS系统),丙酮酸激酶(pykApykF编码),PEP羧化酶(ppc基因编码)。此通过改造PTS系统减少PEP的消耗可提高L-Phe产量。代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用10v2 2、分支途径代谢调控:、分支途径代谢调控:代谢工程在代谢工程在L-苯丙氨酸的生产中的应用苯丙氨酸的生产中的应用 在pheA、tyrB基因克隆、串联克隆和表达完成的基础上,将aroG基因和pheA、tyrB基因以aroG-pheA-tyrB的顺序三基因串联到表达载体进行表达,提高酶