双阶段补料促进E.coli BL21(DE3)-pET28a-ADI高产精氨酸脱亚胺酶

摘要

精氨酸脱亚胺酶(ADI)能催化L-精氨酸生成L-瓜氨酸。通过优化发酵工艺来提高E.coli BL21(DE3)-pET28a-ADI产精氨酸脱亚胺酶的酶活力。采用摇瓶发酵对E.coli BL21(DE3)-pET28a-ADI产ADI的诱导条件进行优化，结果表明，最佳诱导产酶条件为20℃诱导16 h,加入IPTG终浓度为0.4 mmol/L,ADI的酶活力达到48.01 U/mL,是优化前(35.83 U/mL)的1.34倍。在5 L发酵罐上研究了分批发酵、溶氧反馈补料发酵、指数流加补料发酵和双阶段流加补料发酵对E.coli BL21(DE3)-pET28a-ADI产ADI的影响，结果显示，双阶段补料发酵ADI的酶活力达到241.58 U/mL,是指数流加补料发酵、溶氧反馈补料发酵、分批发酵酶活力的1.08倍、1.40倍、4.18倍。采用双阶段流加补料发酵工艺，E.coli BL21(DE3)-pET28a-ADI的产酶水平有较大幅度提高。该酶催化L-精氨酸生产L-瓜氨酸的转化率为100%,反应效率为50 g/(L·h)。

关键词

精氨酸脱亚胺酶 / L-瓜氨酸 / 双阶段补料 / 发酵工艺 / 补料方式