将一个双功能的纤维素-2-表皮酶改造成一种能够选择性生产乳糖的异构酶

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
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• 碳水化合物化学 碳水化合物化学

背景情况:

• 乳糖是一种必需的药物和益生菌,但它从乳糖中产生的工业生产产量低,净化成本高.
• 纤维素2-表皮酶可以将乳糖转化为乳糖,但它们优先形成不需要的乳糖副产物.
• 提高酶选择性对于高效和低成本的乳糖合成至关重要.

研究的目的:

• 为提高对乳糖生产的选择性而设计纤维素-2-表皮酶.
• 为了确定在乳糖异构化过程中最小化乳糖形成的突变.
• 在工业相关条件下评估工程酶的性能.

主要方法:

• 选了19种野生类型和人工纤维素-2-表皮酶.
• 在5倍突变模板中保存活性位子残留物Histidine 247 (His247) 的和突变发生.
• 在高基质度 (400 g/L) 和温度 (80°C) 下,酶变异的表征.

主要成果:

• 与模板相比,几种酶变异显示乳糖:皮质素比率有所改善.
• 在七个工程突变体中,皮质形成是无法检测的.
• 最好的变种 (CsCE-5M+H247E和CsCE-5M+H247D) 在工业条件下实现了高乳糖产量 (64%和44%),乳糖副产品<5%.

结论:

• 针对His247的向突变发生是有效的,可以增强细胞质二烯酶对乳糖的选择性.
• 工程酶显示出一种高度选择性的乳糖酶制造过程的潜力.
• 这一进步可以使乳糖作为活性药物成分的成本效益高的生产成为可能.