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作者：吴美琪;余世琴;曾伟主;周景文;
单位：江南大学,未来食品科学中心;江南大学生物工程学院;
摘要：5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan, 5-HTP)是哺乳动物中重要的神经递质前体，已被证明在治疗多种神经疾病方面具有重要的医用价值，市场前景广阔。酶催化法具有高转化率和可控的反应条件等优点，是一种有前景的生产方法。然而，酶法催化也存在蛋白纯化过程复杂且成本高昂等问题。该研究旨在提升色氨酸羟化酶的表达、催化和分泌效率，无需复杂蛋白纯化过程，利用分泌的酶蛋白粗酶液催化实现5-HTP的高效生物转化。通过基因工程对表达宿主进行遗传改造，有效阻断了底物和产物的降解途径。通过蛋白截短和引入促融标签，获得了表达效率最佳且热稳定性较高的酶突变体M11。进一步通过优化催化体系参数，确立了最佳催化条件，提高了酶的催化效率，催化2 h获得了0.17 g/L的5-HTP,转化率达85%。结合绿色荧光蛋白实变体与促释放化学试剂，建立了一种高效胞外分泌酶蛋白的策略，蛋白分泌效率高达90%,节省了传统纯酶催化的操作成本，为5-HTP的工业化生产提供了潜在的替代方案。
关键词：5-羟基色氨酸;;色氨酸羟化酶;;可溶性表达;;酶催化;;胞外分泌
基金资助：国家重点研发计划(2021YFC2104301);; 江苏省卓越博士后计划(2023ZB037)
