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作者：张一维;崔文璟;周哲敏;刘中美;
单位：江南大学生物工程学院;
摘要：γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)广泛应用于食品和医药等领域，目前主要利用大肠杆菌(Escherichia coli)作为宿主菌，由酶催化方法生产。在全细胞转化过程中，GABA会进入三羧酸循环进行降解，导致转化率低下；通过敲基因阻碍此途径又会严重影响宿主菌的生长。该研究揭示了一条新的GABA的消耗途径：GABA在胞质非特异性二肽酶(cytosolic nonspecific dipeptidase, pepD)的作用下缩合形成二肽。该文构建了2个工程菌株：敲除E.coli BL21(DE3)基因组上的pepD基因，构建了ΔpepD菌株；在E.coli BL21(DE3)中过表达了pepD基因，构建了OEpepD菌株。以GABA和谷氨酸钠(monosodium glutamate, MSG)为底物，进行全细胞转化反应。结果表明，该酶不能催化MSG发生反应，但是能催化GABA发生反应。通过研究2个菌株消耗GABA的历程，发现OEpepD的GABA消耗量比ΔpepD菌株高出17.5%,消耗量在2 h之后都不再增加。利用LC-MS鉴定纯酶催化反应的产物，证实产物是GABA形成的二肽。该研究构建的菌株可以在不影响大肠杆菌生长的情况下有效提高GABA的产量，为GABA的工业化生产提供有益参考。
关键词：γ-氨基丁酸;;胞质非特异性二肽酶;;基因敲除
基金资助：国家重点研发项目(2023YFC3402400);; 国家自然科学基金面上项目(32271301)
