利用基因工程改善 D-阿洛酮糖表異構酶並生產 D-阿洛酮糖
學生姓名:
張哲源
指導教授:
方翠筠
學 號:
10332045
學期:
104上
摘 要:
D-阿洛酮糖(D-psicose)，可做為蔗糖的替代物，為一種稀有醣類。在醫學上具多種應用。近年來，有研究利用 D-阿洛酮糖表異構酶 (D-psicose 3-epimerase,DPE) 將價格低廉之 D- 果糖轉換為 D- 阿洛酮糖 (Choi et al., 2011) 。源自Agrobacterium tumefaciens 之 DPE 利用隨機與定位突變得到熱穩定性較高之I33L S213C 雙突變酵素，其最適作用溫度提昇 7.5oC，55oC 的半衰期為原生型酵素的 2.6 倍，以填充床反應器反應 30 天，添加與未添加硼酸鹽的轉換率分別為 22% 和 9%，雙突變 DPE 反應 30 天後，酵素活性不變，適合長時間生產。將Bacillus sp. 來 源 之 D- 葡 萄 糖 異 構 酶 (D-glucoseisomerase) 與 源 自Ruminococcus sp. 之 DPE 以 E. coli BL21 (DE3) 進行共表現，其最適反應條件為 65oC、pH 值 7，添加 Mg2+ 可提昇 2.32 倍共表現酵素活性，共表現酵素以1% D-葡萄糖為基質反應，平衡後，得到 1.6 g/L D-阿洛酮糖，以高果糖玉米糖漿 (high-fructose corn syrup, HFCS) 為基質，利用共表現酵素反應 8 小時，D-阿洛酮糖約占 15%。將 D-木糖異構酶 (D-xylose isomerase, XI) 和 D-阿洛酮糖表異構酶分別固定於 osw2 、dit1 突變型 Saccharomyces cerevisiae 孢子，固定化與游離態 XI 的最適作用條件為 85oC、pH 7，但固定化 XI，可在較廣的溫度與 pH環境作用。經固定化後 DPE 最適作用 pH 由 7.0 提昇至 8.0，利用 D-葡萄糖為基質以兩步驟重複循環反應進行生產 D-阿洛酮糖，可得到轉換率 12%。
10332045-3-張哲源-方翠筠.pdf