利用宏基因组文库和微生物菌种库构建高效转化制备L-DOPA的酪氨酸酶体系

L-DOPA是用于治疗帕金森症最有效的药物，目前全球每年消耗约 408吨并且复合增长率达到年均13%，工业化生产中现有的化学合成法和酪氨酸酚裂解酶合成法无法满足这一需求，因此寻找更高效的生产方法是现今的热点之一。多年研究发现，运用酪氨酸酶转化制备L-DOPA是最具潜力的途径，其特点是以L-酪氨酸为底物，反应简单，且酪氨酸酶来源丰富。本项目拟从课题组已建立的微生物菌种库和宏基因组文库出发，运用高通量筛选获得高酪氨酸酶活性菌株和阳性克隆，而后采用以下三种方法构建高效转化体系：1高酪氨酸酶活性菌株直接作为酶供体参与反应；2 通过异源表达大量获得酪氨酸酶，并运用固定化等方法稳定酶的活性；3 将阳性克隆片段与简化基因组的E.coli结合构建"细胞工厂"，既保留该酶的高催化效力又具有E.coli生长迅速的特点。最终通过比较这三种方法，优化反应条件，确立最高效酪氨酸酶转化体系，大幅提高L-DOPA产量。

L-DOPA(左旋多巴)是用于治疗帕金森症最有效的药物，目前全球每年消耗约 408吨且复合增长率达到年均13%，工业化生产中现有的方法无法满足这一需求，因此寻找更高效的生产方法是现今的热点之一。多年研究发现，运用酪氨酸酶转化制备L-DOPA是最具潜力的途径，现已有研究者对该方法进行了探索。本课题用HPLC检测取代传统的紫外检测方法，进一步完善了L-dopa的定量检测。建立了高效的筛选方法-乳酸亚铁平板筛选法。以米曲霉为原始菌，通过紫外和NTG诱变的方法将L-dopa的产量由19.5%提高到了53.7%，建立了以米曲霉菌体为酶供体的反应体系，还对工业化生产的条件进行了初步优化。此外，根据文献和专利报道，从本课题组宏基因组文库中获得酶4-Hydroxyphenylacetate 3-Hydroxylase，该酶具有生成L-dopa的功能，并以大肠杆菌为载体，对其进行表达和反应条件的初步摸索。该课题已发表SCI论文6篇。