一株1-萘酚生产菌的分离、鉴定及培养条件优化

2021-07-05 01:37:34邱程刚张阿磊陈可泉欧阳平凯
生物加工过程 2021年3期

邱程刚,李 康,陶 沙,钱 颖,张阿磊,陈可泉,2,欧阳平凯,2

(1. 南京工业大学 生物与制药工程学院,江苏 南京 211800;2. 国家生化工程技术研究中心,江苏 南京 211800)

1-萘酚是一种重要的平台化学品,可广泛用于染料、药物、杀虫剂、香水和表面活性剂等领域[1-2]。据统计,全球每年1-萘酚的需求量超过4万t[3]。目前,1-萘酚主要由化学氧化催化萘制得(如α-萘磺酸碱熔法、α-萘胺水解法、四氢萘法制萘等)[4],但化学法存在副产物多、反应条件要求苛刻和环境污染严重等问题。因此,开发高效绿色的1-萘酚生产方法尤为重要。生物法由于反应条件温和、专一性强、特异性强,受到越来越多的关注[2,5-9]。

目前,生物法制备1-萘酚主要是以萘为底物,酶法催化合成1-萘酚。例如,在添加外源辅酶NADPH的条件下,Liu等[10]克隆表达的P450酶催化转化萘制备1-萘酚,产量为1.83 mg/L。在添加外源辅酶H2O2的条件下,Martinez等[11]通过克隆表达非特异性单加氧酶(UPO),催化转化萘可制备48 mg/L的1-萘酚。Garikipati等[12]利用异源表达的甲苯邻位单加氧酶(TOM),以萘为底物制备1-萘酚,产量达14.4 mg/L;此外,他们还研究了TOM-Green工艺转化萘得到1-萘酚(86.4 mg/L),在此基础上利用全细胞两相催化,1-萘酚的产量可达1.43 g/L。

自然界中,微生物种类多样,具有生产各种产品的潜力。萘作为一种常规环境污染物,可被自然界中很多微生物氧化为1,2-二羟基萘、龙胆酸及水杨酸等小分子物质,进而被降解[13-16]。然而,直接转化萘合成1-萘酚的研究较少,Inoue等[7]研究发现,野生菌发酵生产1-萘酚,产量为21.23 mg/L。因此,挖掘将萘转化为1-萘酚的天然微生物资源在环境保护和经济方面均具有重要意义。……

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