重組大腸桿菌BL21(pUC19-Hyp)產羥脯氨酸的補料分批培養

袁春偉，何艷春，張勝利，張震宇

(江南大學 生物工程學院 工業生物技術教育部重點實驗室，無錫 214122)

羥脯氨酸(hydroxyproline，Hyp)屬于手性分子，共有4種立體異構體。本文中所涉及的L-羥脯氨酸為 反 式-4-羥 基-L-脯 氨 酸 (trans-4-hydroxy-L-proline)，以下均簡稱L-羥脯氨酸。L-羥脯氨酸的分布很廣，是膠原、明膠、植物細胞壁蛋白質和微生物次生代謝產物的重要組成成分［1］。近些年來L-羥脯氨酸在食品、醫藥、化妝品方面發揮了不可替代的作用［2］，可以作為嬰幼兒食品［3］和一些非哺乳動物的飼料添加劑，還起到調節脂肪乳化［4］、抗腫瘤、抗高血壓［5］等作用，另外在化妝品方面也具有抗氧化、抗輻射的作用［6］。

L-羥脯氨酸是哺乳動物膠原的重要成分［7］，目前國內生產L-羥脯氨酸的方法主要是利用水解法直接從膠原中提取。至于化學合成法，由于生產成本高昂，一般不被采用。水解法存在眾多負面作用［8］，例如:生產和純化的步驟較多導致最終產率很低、在生產過程中必須加入一些有毒害作用的溶劑或試劑(亞硝酸等)、有廢料產生等。微生物發酵法以脯氨酸(proline，Pro)為底物，運用流加葡萄糖的方法產L-羥脯氨酸，避免了這些負面影響，且對發酵底物的利用率高，過程無毒害，是一種替代傳統水解法的理想方法。本文中筆者擬利用自主構建的組成型重組大腸桿菌BL21(pUC19-Hyp)為出發菌株，運用間歇流加、指數流加和恒速流加3種流加C源的方式進行補料分批培養，為其大規模培養提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種和質粒

大腸桿菌BL21(pUC19-Hyp)由筆者所在實驗室成員自主構建，其中脯氨酸羥化酶基因［9］由多拷貝質粒pUC19攜帶轉入宿主菌。……