Pseudomonas sp. F-12发酵优化及转化合成半胱氨酸的研究

赵婧楠 李志敏 叶勤

（华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237）

Pseudomonas sp. F-12发酵优化及转化合成半胱氨酸的研究

赵婧楠 李志敏 叶勤

（华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237）

通过不同发酵策略对Pseudomonas sp. F-12以DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸（DL-ATC）为底物生产L-半胱氨酸的过程进行优化，以分批发酵和指数流加发酵的形式进行生产，将发酵过程中的DL-ATC浓度分别控制在5 g/L和15 g/L。结果表明15 g/L DL-ATC分批发酵生产L-半胱氨酸得到最高酶活为149.1 U/mL，比活为70.9 U/mg DCW；采用15 g/L DL-ATC两阶段指数流加发酵，可使最高酶活达到313.3 U/mL，提高为分批发酵的2.1倍。同时在两阶段发酵过程中，能减少DL-ATC用量为5 g/L。两阶段发酵过程采用不同流加策略，证明菌体得率对酶活水平有显著影响。首次考察了Pseudomonas sp. F-12全静息细胞转化合成L-半胱氨酸的主要影响因素。结果表明Pseudomonas sp. F-12的最适转化pH为8.0，最适转化温度为30℃。加入甲苯等有机溶剂改变细胞膜通透性，使得半胱氨酸产量比对照组提高7.16倍，最高摩尔转化率达到93.3 %。不同金属离子对转化影响不同，0.1 mmol/ L Fe2+对转化反应有促进作用，0.1 mmol/L Co2+、Zn2+、Ni2+等重金属离子有抑制作用。研究结果为微生物法发酵及全细胞转化合成半胱氨酸的后续工业化奠定了基础。

假单胞菌 L-半胱氨酸 DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸（DL-ATC） 发酵 生物转化

L-半胱氨酸（L-cysteine，C3H7NO2S，分子量121.12）是唯一的含巯基氨基酸，肽链之间以二硫键（S-S）连接［1］，化学性质活泼。L-半胱氨酸可作为呼吸系统药物，面团性质改良剂和美白用品等广泛应用于医药、食品和化妆品行业［2］。

目前我国半胱氨酸的工业生产主要采用毛发水解法，但该工艺在制备过程中产生大量废酸和废气，造成严重环境污染［3］。……