1. 研究目的与意义
异槲皮素存在于多种植物中,来源广泛,毒性小,具有许多的生物活性,尤其是在抗氧化,抗流感病毒等方面作用显著。此外,异槲皮素及结构被修饰的衍生物具有很好的扛过敏效果,但是在植物中含量较低,如果能利用槲皮素转化分离得到更多且价值更高的异槲皮素,一方面可以丰富人们对异槲皮素的微生物转化规律的认识,另一方面不会造成环境污染问题,对于科研试验及社会发展都有极大的促进作用。
2. 国内外研究现状分析
生物转化就是外源性底物或是诱导性底物在动植物离体细胞、微生物细胞中的相关酶的催化下转化成目标产物的反应,又称生物催化[1]。
生物催化的本质就是一系列的有机化学反应,如脱氢、环化、水解、缩合、聚合等化学反应。
但是同化学方法相比,生物催化对底物具有高度专一性、温和的作用条件、并且无毒污染少、成本低、副产物少等优点[2-3];同样的反应与有机化学合成方法相比大大降低了反应的难度,在很大程度上扩展了天然化合物的化学结构库。
3. 研究的基本内容与计划
(1) 异槲皮素合成途径关键酶基因的筛选;
(2) 异槲皮素成途径关键酶基因的组合优化;
(3) 优化转化条件,确定转化工艺。
4. 研究创新点
全细胞转化法又称为静息细胞转化法(Resting-cells transformation),是指在营养丰富的生长培养基中培养微生物,以获得大量具有高转化活力的菌体,洗涤离心后转移到合适的反应体系中,通过胞内酶将体系中的底物合成目标产物的过程。近年来,全细胞转化也被运用到苯基乳酸的生产,如李兴峰等人从传统泡菜中筛选到一株高产苯基乳酸乳酸菌,全细胞转化产量达到0.98 g/L。Zhaojuan zheng 等从56株土壤菌体筛选到一株噬热芽孢杆菌B. coagμLans SDM,以葡萄糖为辅酶再生的碳源,经过16小时转化,苯基乳酸产量达到 37.2 g/L。利用自然界筛选高产菌株进行全细胞转化,由于野生型菌体胞内存在一系列具有活性的酶,导致选择性不高尤其是产物光化学纯度不确定。全细胞转化不仅能为酶促反应提供一个天然稳定的环境,还可以通过添加辅助底物如葡萄糖用于胞内辅因子的再生。随着基因克隆表达和酶基因定向进化技术的发展,在大肠杆菌中过表达高催化效率的氧化还原性酶和用于辅因子再生的相关酶,能显著提高全细胞的催化活性。
