CN111454971B - 一种提高手性胺转化率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高手性胺转化率的方法,包括:合成和扩增含酶切位点的优化后的ArR‑ωTA核苷酸序列,构建p2A4‑ArR‑ωTA、p2A4‑FA和p2A4‑ldh,FA为表达甲酸乙酰转移酶的基因,分别导入大肠杆菌,得到重组菌1、FA和6;发酵,得到重组菌1、FA和6发酵液;离心,得到重组菌1、FA和6发酵液沉淀;分别制成FA粗酶液和ldh粗酶液;将重组菌1发酵液沉淀用PBS重悬,加PLP、NAD+,反应;再加FA粗酶液、ldh粗酶液、甲酸脱氢酶、D‑丙氨酸、底物酮和CoA,加助溶剂,反应,终止,萃取,干燥。本发明的方法去除副产物丙酮酸,提高手性胺的转化率。加甲酸脱氢酶回收辅因子还原型辅酶Ⅰ。

Description

一种提高手性胺转化率的方法
技术领域
本发明属于化学领域,特别是涉及一种提高手性胺转化率的方法。
背景技术
近年来,对映体纯胺在化学、制药和农用化学工业中起着至关重要的作用。手性胺被广泛用于治疗药物,例如神经科药物,心血管药物,降压药,抗感染药和疫苗。目前,化学法、生物拆分法和生物不对称合成法是制备手性胺的主要方法。不对称合成法因其对环境的污染小,理论收率可达100%而成为研究的热点。在利用转氨酶不对称合成手性胺过程中,转氨反应为可逆反应并且副产物丙酮酸会阻碍反应往产生胺的方向进行。目前主要利用乳酸脱氢酶和葡萄糖脱氢酶偶联体系消除副产物丙酮酸的抑制作用并且使辅因子再生,从而提高手性胺的转化率。在利用转氨酶不对称合成手性胺的反应中,还没有人通过甲酸乙酰转移酶和乳酸脱氢酶偶联体系来提高手性胺的转化率报道。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种提高手性胺转化率的方法。
本发明的技术方案概述如下:
一种提高手性胺转化率的方法,包括如下步骤:
(1)基因的体外合成和扩增:
从NCBI数据库获得来源于节杆菌属的(R)-选择型ω转氨酶的氨基酸序列,所述(R)-选择型ω转氨酶简称:ArR-ωTA;所述ArR-ωTA的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示;
所述ArR-ωTA的氨基酸序列在JCAT网站,通过输入:避免XbaI,NdeI,SpeI和HindIII限制性酶切位点为条件,得到优化后的ArR-ωTA核苷酸序列;
在优化后的ArR-ωTA核苷酸序列前、后分别加入XbaI限制性酶切位点和HindIII限制性酶切位点,得到含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列,所述含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;
(2)将步骤(1)获得的含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列连接到p2A4载体中得到p2A4-ArR-ωTA;将表达甲酸乙酰转移酶的核苷酸序列用FA表示,将FA连接到p2A4载体中,得到p2A4-FA;将ldh的核苷酸序列连接到p2A4载体中,得到p2A4-ldh;
所述p2A4载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示;
所述ldh的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示;
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-FA;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌(E.coli MG1655)中,得到重组菌1,重组菌FA和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌FA和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌FA发酵液和重组菌6发酵液;
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,离心收集沉淀,洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌FA发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌FA发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀分别用PBS重悬细胞并进行超声破碎处理;得到FA粗酶液和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀(ArR-ωTA全细胞)用PBS重悬,得混合液,取混合液加入PLP、NAD+,在25℃-40℃,180-220rpm下反应20-40分钟;再加入FA粗酶液、ldh粗酶液、甲酸脱氢酶、D-丙氨酸、底物酮和CoA,得到反应液,加入助溶剂,在25℃-40℃,180-220rpm下反应12-24小时,加入NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
所述FA为ybiw、pflB、pflD或tdcE,所述ybiw的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示,pflB的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示,pflD的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示,tdcE的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
步骤(7)优选为:将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,按比例,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在25℃-40℃,180-220rpm下反应20-40分钟;再加入10U的FA粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积15%-60%的助溶剂DMSO,在25℃-40℃,180-220rpm下反应12-24小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
酮优选为2-戊酮、环己酮或苄基丙酮,还可以选用其它的酮。
本发明的优点:
相比于已经报道的通过一种途径消除副产物丙酮酸的方法,本发明的方法去除副产物丙酮酸,能够提高手性胺的转化率。同时引入甲酸脱氢酶可以用来回收辅因子还原型辅酶Ⅰ。
附图说明
图1为ArR-ωTA/TdcE/FDH/LDH偶联体系。
图2为ybiw、pflB、pflD、tdcE酶活。
图3为2-戊酮、苄基丙酮、环己酮在ArR-ωTA/TdcE/FDH/LDH偶联体系的转化率。
具体实施方式
PLP:磷酸吡哆醛
NAD+:辅酶Ⅰ
CoA:辅酶A
NADH:还原型辅酶Ⅰ
DMSO:二甲基亚砜
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
设计引物ybiw-F和ybiw-R,通过PCR从大肠杆菌MG1655的基因组DNA扩增出ybiw;
设计引物pflB-F和pflB-R,通过PCR从大肠杆菌MG1655的基因组DNA扩增出pflB;
设计引物pflD-F和pflD-R,通过PCR从大肠杆菌MG1655的基因组DNA扩增出pflD;
设计引物tdcE-F和tdcE-R,通过PCR从大肠杆菌MG1655的基因组DNA扩增出tdcE;
设计引物ldh-F和ldh-R,通过PCR从大肠杆菌MG1655的基因组DNA扩增出ldh;
ybiw的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示,
pflB的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示,
pflD的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示,
tdcE的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示,
ldh的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示,
ybiw-F的核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示,ybiw-R的核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示,
pflB-F的核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示,pflB-R的核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示,
pflD-F的核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示,pflD-R的核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示,
tdcE-F的核苷酸序列如SEQ ID NO.14所示,tdcE-R的核苷酸序列如SEQ ID NO.15所示,
ldh-F的核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示,ldh-R的核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示。
实施例1
一种提高手性胺转化率的方法,包括如下步骤:
(1)基因的体外合成和扩增:
从NCBI数据库获得来源于节杆菌属的(R)-选择型ω转氨酶的氨基酸序列,所述(R)-选择型ω转氨酶简称:ArR-ωTA;所述ArR-ωTA的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示;
所述ArR-ωTA的氨基酸序列在JCAT网站,通过输入:避免XbaI,NdeI,SpeI和HindIII限制性酶切位点为条件,得到优化后的ArR-ωTA核苷酸序列;
在优化后的ArR-ωTA核苷酸序列前、后分别加入XbaI限制性酶切位点和HindIII限制性酶切位点,得到含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列,所述含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;
(2)将步骤(1)获得的含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列连接到p2A4载体中得到p2A4-ArR-ωTA;将表达甲酸乙酰转移酶(FA为tdcE)的核苷酸序列用tdcE表示,将tdcE连接到p2A4载体中,得到p2A4-tdcE;将ldh的核苷酸序列连接到p2A4载体中,得到p2A4-ldh;
所述p2A4载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示;
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-tdcE;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌(E.coli MG1655)中,得到重组菌1,重组菌5和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌5和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌5发酵液和重组菌6发酵液;
发酵过程:
将重组菌1、重组菌5和重组菌6,分别在含有(100μg/ml氨苄青霉素)的TB液体加葡萄糖的培养基(1升TB液体培养基中加10克葡萄糖)中培养,37℃和220rpm下培养12小时;将培养物以1:100比例转接入含有50mLTB培养基的250mL摇瓶中,并在37℃下生长。当600nm处的光密度(OD600)达到约0.6时,加入异丙基硫代半乳糖苷(IPTG),使其终浓度为1mM,并在25℃和200rpm下生长16小时。
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,4℃和6500rpm离心收集沉淀,沉淀用0.01M PBS(pH=7.5)洗涤洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌5发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌5发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀用PBS(100mM,PH=7.5,)重悬细胞并进行超声破碎处理,5s脉冲,10s间歇,总工作时间为20分钟;得到重组菌5粗酶液(即:tdcE粗酶液)和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在30℃,180rpm下反应30分钟;再加入10U的tdcE粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物2-戊酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积30%的助溶剂DMSO,在30℃,180rpm下反应24小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,每次加入500μL,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
气相色谱检测,色谱柱为TG-5MS色谱柱(30m×0.32mm×0.25μm;Thermo FisherScientific)。条件为:进样器温度:250℃;恒定流量1.8毫升/分钟;温度程序40℃/保持2分钟;80℃/速率5℃/分钟/保持2分钟;250℃/速率20℃/分钟/保持10分钟。
见图1、图2和图3。
用苄基丙酮、环己酮分别替代本实施例中的2-戊酮,其它同本实施例,其相应的在ArR-ωTA/TdcE/FDH/LDH偶联体系的转化率见图3。
实施例2
一种提高手性胺转化率的方法,包括如下步骤:
(1)同实施例1步骤(1);
(2)用ybiw替找实施例1中的tdcE,其它同实施例1步骤(2);
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-ybiw;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌(E.coli MG1655)中,得到重组菌1,重组菌2和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌2和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌2发酵液和重组菌6发酵液;
发酵过程同实施例1;
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,4℃和6500rpm离心收集沉淀,沉淀用0.01M PBS(pH=7.5)洗涤洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌2发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌2发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀分别用PBS(100mM,PH=7.5,)重悬细胞并进行超声破碎处理,5s脉冲,10s间歇,总工作时间为20分钟;得到重组菌2粗酶液(即:ybiw粗酶液)和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在40℃,180rpm下反应40分钟;再加入10U的ybiw粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物环己酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积15%的助溶剂DMSO,在40℃,180rpm下反应12小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,每次加入500μL,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
实施例3
一种提高手性胺转化率的方法,包括如下步骤:
(1)同实施例1步骤(1);
(2)用pflB替找实施例1中的tdcE,其它同实施例1步骤(2);
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-pflB;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌(E.coli MG1655)中,得到重组菌1,重组菌3和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌3和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌3发酵液和重组菌6发酵液;
发酵过程同实施例1;
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,4℃和6500rpm离心收集沉淀,沉淀用0.01M PBS(pH=7.5)洗涤洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌3发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌3发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀分别用PBS(100mM,PH=7.5,)重悬细胞并进行超声破碎处理,5s脉冲,10s间歇,总工作时间为20分钟;得到重组菌3粗酶液(即:pflB粗酶液)和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在40℃,220rpm下反应20分钟;再加入10U的pflB粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物苄基丙酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积60%的助溶剂DMSO,在40℃,220rpm下反应12小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,每次加入500μL,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
实施例4
一种提高手性胺转化率的方法,包括如下步骤:
(1)同实施例1步骤(1);
(2)用pflD替找实施例1中的tdcE,其它同实施例1步骤(2);
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-pflD;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌(E.coli MG1655)中,得到重组菌1,重组菌4和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌4和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌4发酵液和重组菌6发酵液;
发酵过程同实施例1;
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,4℃和6500rpm离心收集沉淀,沉淀用0.01M PBS(pH=7.5)洗涤洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌4发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌4发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀分别用PBS(100mM,PH=7.5,)重悬细胞并进行超声破碎处理,5s脉冲,10s间歇,总工作时间为20分钟;得到重组菌4粗酶液(即:pflD粗酶液)和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在25℃,180rpm下反应40分钟;再加入10U的pflD粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物2-戊酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积15%的助溶剂DMSO,在25℃,180rpm下反应12小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,每次加入500μL,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
序列表
<110> 天津大学
<120> 一种提高手性胺转化率的方法
<160> 18
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 330
<212> PRT
<213> 节杆菌属(Arthrobacter sp.)
<400> 1
Met Ala Phe Ser Ala Asp Thr Ser Glu Ile Val Tyr Thr His Asp Thr
1 5 10 15
Gly Leu Asp Tyr Ile Thr Tyr Ser Asp Tyr Glu Leu Asp Pro Ala Asn
20 25 30
Pro Leu Ala Gly Gly Ala Ala Trp Ile Glu Gly Ala Phe Val Pro Pro
35 40 45
Ser Glu Ala Arg Ile Ser Ile Phe Asp Gln Gly Tyr Leu His Ser Asp
50 55 60
Val Thr Tyr Thr Val Phe His Val Trp Asn Gly Asn Ala Phe Arg Leu
65 70 75 80
Asp Asp His Ile Glu Arg Leu Phe Ser Asn Ala Glu Ser Met Arg Ile
85 90 95
Ile Pro Pro Leu Thr Gln Asp Glu Val Lys Glu Ile Ala Leu Glu Leu
100 105 110
Val Ala Lys Thr Glu Leu Arg Glu Ala Phe Val Ser Val Ser Ile Thr
115 120 125
Arg Gly Tyr Ser Ser Thr Pro Gly Glu Arg Asp Ile Thr Lys His Arg
130 135 140
Pro Gln Val Tyr Met Tyr Ala Val Pro Tyr Gln Trp Ile Val Pro Phe
145 150 155 160
Asp Arg Ile Arg Asp Gly Val His Ala Met Val Ala Gln Ser Val Arg
165 170 175
Arg Thr Pro Arg Ser Ser Ile Asp Pro Gln Val Lys Asn Phe Gln Trp
180 185 190
Gly Asp Leu Ile Arg Ala Val Gln Glu Thr His Asp Arg Gly Phe Glu
195 200 205
Ala Pro Leu Leu Leu Asp Gly Asp Gly Leu Leu Ala Glu Gly Ser Gly
210 215 220
Phe Asn Val Val Val Ile Lys Asp Gly Val Val Arg Ser Pro Gly Arg
225 230 235 240
Ala Ala Leu Pro Gly Ile Thr Arg Lys Thr Val Leu Glu Ile Ala Glu
245 250 255
Ser Leu Gly His Glu Ala Ile Leu Ala Asp Ile Thr Leu Ala Glu Leu
260 265 270
Leu Asp Ala Asp Glu Val Leu Gly Cys Thr Thr Ala Gly Gly Val Trp
275 280 285
Pro Phe Val Ser Val Asp Gly Asn Pro Ile Ser Asp Gly Val Pro Gly
290 295 300
Pro Val Thr Gln Ser Ile Ile Arg Arg Tyr Trp Glu Leu Asn Val Glu
305 310 315 320
Ser Ser Ser Leu Leu Thr Pro Val Gln Tyr
325 330
<210> 2
<211> 1001
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
catatggctt tctctgctga cacctctgaa atcgtttaca cccacgacac cggtctggac 60
tacatcacct actctgacta cgaactggac ccggctaacc cgctggctgg tggtgctgct 120
tggatcgaag gtgctttcgt tccgccgtct gaagctcgta tctctatctt cgaccagggt 180
tacctgcact ctgacgttac ctacaccgtt ttccacgttt ggaacggtaa cgctttccgt 240
ctggacgacc acatcgaacg tctgttctct aacgctgaat ctatgcgtat catcccgccg 300
ctgacccagg acgaagttaa agaaatcgct ctggaactgg ttgctaaaac cgaactgcgt 360
gaagcgtttg tatctgtaag catcacccgt ggttactctt ctaccccggg tgaacgtgac 420
atcaccaaac accgtccgca ggtttacatg tacgctgttc cgtaccagtg gatcgttccg 480
ttcgaccgta tccgtgacgg tgttcacgct atggttgctc agtctgttcg tcgtaccccg 540
cgttcttcta tcgacccgca ggttaaaaac ttccagtggg gtgacctgat ccgtgctgtt 600
caggaaaccc acgacagggg cttcgaagct ccgctcctgc tggacggtga cggtctgctg 660
gctgaaggtt ctggtttcaa cgttgttgtt atcaaagacg gtgttgttcg ttctccgggt 720
cgtgctgctc tgccgggtat cacccgtaaa accgttctgg aaatcgctga atctctgggt 780
cacgaagcta tcctggctga catcaccctg gctgaactgc tggacgctga cgaagttctg 840
ggttgcacca cagctggcgg tgtctggccg ttcgtctctg ttgacggtaa cccgatctct 900
gacggtgttc cgggtccggt tacccagtct atcatccgtc gttactggga actgaacgtt 960
gaatcttctt ctctgctgac cccggttcag tactaaagct t 1001
<210> 3
<211> 2454
<212> DNA
<213> 大肠杆菌(Escherichia coli)
<400> 3
ggaattccat atgatgacca cactgaaact ggacacgctc agcgaccgca ttaaagcgca 60
caaaaatgcg ctggtgcata ttgtgaaacc gccagtctgt accgagcgcg cgcagcacta 120
taccgagatg tatcaacaac atctcgataa gccgatcccg gtacgtcgcg cgctggcact 180
ggcgcatcac ctggcgaatc gcaccatctg gatcaaacac gatgagttga tcattggcaa 240
ccaggcaagc gaagttcgcg ccgcgccgat cttcccggaa tatactgtct cgtggatcga 300
aaaagagatt gatgatctgg cagatcgtcc cggtgctggc tttgcggtga gcgaagagaa 360
caaacgcgtt ctgcatgaag tgtgcccgtg gtggcgcggt cagaccgtac aggatcgctg 420
ctacggcatg tttaccgatg agcaaaaagg tctgctggcg accggaatca ttaaagcgga 480
aggcaatatg acctccggcg atgcgcacct ggcggtgaat ttcccgctgc tgctggaaaa 540
agggcttgat ggtctgcgcg aggaagtagc ggaacgtcgc tcgcgcatca acctgacggt 600
gctggaagat ttacacggtg agcaattcct gaaagcgatt gatatcgtgc tggtggcagt 660
cagtgaacac attgaacgtt tcgctgccct ggcgcgtgaa atggccgcga ccgaaacccg 720
cgaaagccgt cgcgatgaac tgctggcgat ggcagaaaac tgcgatctta tcgcccacca 780
gccgccgcag actttctggc aggcgctgca actgtgttac ttcatccagt tgattttgca 840
gatcgaatct aacggtcact cagtatcgtt tggtcgtatg gaccagtatc tctacccgta 900
ctatcgccgc gacgttgaac tcaaccagac gctggatcgc gaacacgcca tcgagatgct 960
gcatagctgc tggctgaaac tgctggaagt gaacaagatc cgctccggct cacactcaaa 1020
agcctctgcg ggaagtccgc tgtatcagaa cgtcactatt ggcgggcaaa atctggttga 1080
tggtcaacca atggacgcgg tgaatccact ctcttacgcg atcctcgaat cctgcggtcg 1140
cctgcgttcc actcagccta acctcagcgt gcgttaccat gcaggaatga gcaacgattt 1200
cctcgacgcc tgcgtacagg tgatccgttg cggcttcggg atgccggcgt tcaacaacga 1260
cgaaatcgtg atcccggaat ttattaaact cggtattgaa ccgcaggacg cttatgacta 1320
cgcagcgatt ggttgtatag aaaccgccgt cggtggcaaa tggggctatc gctgtaccgg 1380
catgagcttt atcaacttcg cccgcgtgat gctggcggcg ctggaaggcg ggcatgatgc 1440
caccagcggc aaagtgttcc tgccacaaga aaaagcgttg tcggcaggta acttcaacaa 1500
cttcgatgaa gtgatggacg cgtgggatac gcaaatccgt tactacaccc gcaaatcaat 1560
cgaaatcgaa tatgtcgtcg acaccatgct ggaagagaac gtgcacgata ttctctgctc 1620
ggcgctggtg gatgactgta ttgagcgagc gaaaagtatc aagcaaggcg gcgcgaaata 1680
tgactgggtt tctggcctgc aggtcggcat tgccaacctc ggcaacagcc tggcggcagt 1740
gaagaaactg gtgtttgaac aaggtgcgat tggtcagcaa cagcttgctg ccgcactggc 1800
agatgacttc gacggcctga ctcacgagca gctgcgtcag cggctgatta acggtgcgcc 1860
gaagtacggc aacgacgatg atactgtcga tacgctgctg gctcgcgctt atcagaccta 1920
tatcgacgaa ctgaaacagt accataatcc gcgctacggt cgtggtccgg ttggcggcaa 1980
ctattacgcg ggtacgtcat caatctccgc taacgtaccg tttggcgcgc agactatggc 2040
aacaccggac gggcgtaaag cccacacccc gctggcagaa ggcgcaagcc cggcctccgg 2100
tactgaccat cttggcccta ctgcggtcat tggctcagtg ggtaaactgc ctacggcagc 2160
gattctcggc ggcgtgttgc tcaaccagaa actgaatccg gcaacgctgg agaacgaatc 2220
tgacaagcag aaactgatga tcctgctgcg taccttcttt gaagtgcata aaggctggca 2280
tattcagtac aacatcgttt cccgcgaaac gctgctggat gcgaaaaaac atcccgatca 2340
gtatcgcgat ctggtagtgc gtgtcgcggg ctattccgcg ttcttcaccg cgctctctcc 2400
agacgctcag gacgatatca tcgcccgtac tgaacatatg ctgtaaacta gtcc 2454
<210> 4
<211> 2322
<212> DNA
<213> 大肠杆菌(Escherichia coli)
<400> 4
ggaattccat atgcatcacc atcatcacca catgtccgag cttaatgaaa agttagccac 60
agcctgggaa ggttttacca aaggtgactg gcagaatgaa gtaaacgtcc gtgacttcat 120
tcagaaaaac tacactccgt acgagggtga cgagtccttc ctggctggcg ctactgaagc 180
gaccaccacc ctgtgggaca aagtaatgga aggcgttaaa ctggaaaacc gcactcacgc 240
gccagttgac tttgacaccg ctgttgcttc caccatcacc tctcacgacg ctggctacat 300
caacaagcag cttgagaaaa tcgttggtct gcagactgaa gctccgctga aacgtgctct 360
tatcccgttc ggtggtatca aaatgatcga aggttcctgc aaagcgtaca accgcgaact 420
ggatccgatg atcaaaaaaa tcttcactga ataccgtaaa actcacaacc agggcgtgtt 480
cgacgtttac actccggaca tcctgcgttg ccgtaaatct ggtgttctga ccggtctgcc 540
agatgcatat ggccgtggcc gtatcatcgg tgactaccgt cgcgttgcgc tgtacggtat 600
cgactacctg atgaaagaca aactggcaca gttcacttct ctgcaggctg atctggaaaa 660
cggcgtaaac ctggaacaga ctatccgtct gcgcgaagaa atcgctgaac agcaccgcgc 720
tctgggtcag atgaaagaaa tggctgcgaa atacggctac gacatctctg gtccggctac 780
caacgctcag gaagctatcc agtggactta cttcggctac ctggctgctg ttaagtctca 840
gaacggtgct gcaatgtcct tcggtcgtac ctccaccttc ctggatgtgt acatcgaacg 900
tgacctgaaa gctggcaaga tcaccgaaca agaagcgcag gaaatggttg accacctggt 960
catgaaactg cgtatggttc gcttcctgcg tactccggaa tacgatgaac tgttctctgg 1020
cgacccgatc tgggcaaccg aatctatcgg tggtatgggc ctcgacggtc gtaccctggt 1080
taccaaaaac agcttccgtt tcctgaacac cctgtacacc atgggtccgt ctccggaacc 1140
gaacatgacc attctgtggt ctgaaaaact gccgctgaac ttcaagaaat tcgccgctaa 1200
agtgtccatc gacacctctt ctctgcagta tgagaacgat gacctgatgc gtccggactt 1260
caacaacgat gactacgcta ttgcttgctg cgtaagcccg atgatcgttg gtaaacaaat 1320
gcagttcttc ggtgcgcgtg caaacctggc gaaaaccatg ctgtacgcaa tcaacggcgg 1380
cgttgacgaa aaactgaaaa tgcaggttgg tccgaagtct gaaccgatca aaggcgatgt 1440
cctgaactat gatgaagtga tggagcgcat ggatcacttc atggactggc tggctaaaca 1500
gtacatcact gcactgaaca tcatccacta catgcacgac aagtacagct acgaagcctc 1560
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gtccgttgct gctgactccc tgtctgcaat caaatatgcg aaagttaaac cgattcgtga 1680
cgaagacggt ctggctatcg acttcgaaat cgaaggcgaa tacccgcagt ttggtaacaa 1740
tgatccgcgt gtagatgacc tggctgttga cctggtagaa cgtttcatga agaaaattca 1800
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cgttgtgtat ggtaagaaaa cgggtaacac cccagacggt cgtcgtgctg gcgcgccgtt 1920
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ttccgttgct aaactgccgt ttgcttacgc taaagatggt atctcctaca ccttctctat 2040
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gatgaaccgt gaaatgctgc tcgacgcgat ggaaaacccg gaaaaatatc cgcagctgac 2220
catccgtgta tctggctacg cagtacgttt caactcgctg actaaagaac agcagcagga 2280
cgttattact cgtaccttca ctcaatctat gtaaactagt cc 2322
<210> 5
<211> 2319
<212> DNA
<213> 大肠杆菌(Escherichia coli)
<400> 5
ggaattccat atgatgacga atcgtatctc tcgcctcaaa actgcactgt ttgccaatac 60
ccgtgaaatc tcgctggagc gggcgctgct ttataccgcc agccatcggc aaaccgaagg 120
cgaaccggtg atattgcgcc gggcgaaagc aacagcgtat atccttgaac atgttgaaat 180
ttcgattcgt gatgaagaac tgattgccgg taaccgcacc gtaaaaccgc gcgccgggat 240
tatgtcgccg gaaatggacc cttactggct gctgaaagag ctggatcaat tcccgacgcg 300
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cattattatt gattacccac gcctgttgaa tcacgggctg ggtgagctgg tggcacagat 540
gcagcaacat tgtcagcaac agccggagaa tcacttttat caggccgcgt tgttactgct 600
ggaagcctcg cagaaacaca ttttgcgtta cgccgaactg gcggaaacga tggcggcaaa 660
ctgcacagat gcccagcgtc gcgaagagct gctgactatt gcagagatct cccgccataa 720
cgcgcaacat aagccgcaga cgttctggca ggcgtgccag ttattctggt acatgaacat 780
cattctgcaa tacgaatcca acgccagttc gctatcgttg gggcgcttcg accagtatat 840
gttgccgttc tatcagacat cattaaccca gggcgaagat gcggcgttcc tgaaagaact 900
gctcgaatct ttatgggtga aatgcaacga catcgtgctg ttgcgctcca ccagtagcgc 960
gcgttatttc gccggtttcc cgaccggcta taccgcactg ctcggcgggt taaccgagaa 1020
cggacgtagc gcggtgaacg tgctttcgtt cctttgcctt gacgcctatc aaagcgtgca 1080
attaccgcaa ccgaacctcg gcgtgcgcac taacgccttg atcgacacgc cgttcctgat 1140
gaaaaccgcc gaaaccattc gcttcggtac cggtattccg caaatcttta acgatgaagt 1200
ggtggtgcca gcgttcctca accgtggcgt ttcgctggaa gatgcgcgcg actattccgt 1260
agtgggctgt gtggaattat ctattcccgg cagaacctac ggcttgcatg acatcgcgat 1320
gtttaatctg ctgaaagtga tggaaatctg cctgcatgaa aatgaaggca atgctgcgct 1380
gacttatgaa ggtttactgg agcagatccg cgccaagatc agccactaca tcaccctgat 1440
ggttgagggc agcaatattt gtgatatcgg ccatcgcgac tgggcacctg taccgctgct 1500
ctcatcgttt atcagcgatt gtctggaaaa aggccgcgat attaccgatg gcggcgcgcg 1560
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gttgaaaggg atggtttttg agcaacagcg tttaagtttt gacgaattgc tgtcggtatt 1680
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cgagaaatac ggtaacgata tcgacgaggt ggataacatc agcgccgaac tgttgcgcca 1800
ctactgcaaa gaagtggaaa aataccagaa cccgcgcggc ggctacttca cgccgggatc 1860
gtataccgtt tctgctcacg tcccgttggg atcggtggtt ggcgcgacgc cagacggtcg 1920
ttttgccgga gaacagctgg cagacggcgg cttgtcaccc atgctgggcc aggacgcaca 1980
agggccaaca gcggtactga agtcagtcag taagctcgat aacacgctgc tgtctaacgg 2040
tacgttgctg aacgtgaaat tcactccggc gaccctggaa ggtgaagcag gattacgcaa 2100
actggccgac ttcttacggg cgtttaccca gcttaagtta caacatattc agtttaacgt 2160
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catcatccgc cggacagcgc atcagctgta aactagtcc 2319
<210> 6
<211> 2316
<212> DNA
<213> 大肠杆菌(Escherichia coli)
<400> 6
ggaattccat atgatgaagg tagatattga taccagcgat aagctgtacg ccgacgcatg 60
gcttggcttt aaaggtacgg actggaaaaa cgaaattaat gtccgcgatt ttattcaaca 120
taactataca ccgtatgaag gcgatgaatc tttcctcgcc gaagcgacgc ctgccaccac 180
ggaattgtgg gaaaaagtaa tggaaggcat ccgtatcgaa aatgcaaccc acgcgccggt 240
tgatttcgat accaatattg ccaccacaat taccgctcat gatgcgggat atattaacca 300
gccgctggaa aaaattgttg gcctgcaaac ggatgcgccg ttgaaacgtg cgctacaccc 360
gttcggtggc attaatatga ttaaaagttc attccacgcc tatggccgag aaatggacag 420
tgaatttgaa tatctgttta ccgatctgcg taaaacccat aaccagggcg tatttgatgt 480
ttactcaccg gatatgctgc gctgccgtaa atctggcgtg ctgaccggtt taccagatgg 540
ctatggccgt gggcgcatta tcggtgacta tcgccgcgta gcgctgtatg gcatcagtta 600
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aaactccttc cgctatttgc acaccctgca cactatgggg ccggcaccgg aacctaacct 1140
gaccattctt tggtcggaag aattaccgat tgccttcaaa aaatatgccg cgcaggtgtc 1200
gatcgtcacc tcttccttgc agtatgaaaa tgacgatctg atgcgtactg acttcaacag 1260
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ctttggtgca cgcgctaacc tggcgaaaac gctgctctac gcaattaacg gcggggtgga 1380
cgagaagctg aagattcagg tcgggccgaa aacagcaccg ctgatggacg acgtgctgga 1440
ttacgacaaa gtgatggaca gcctcgatca cttcatggac tggctggcgg tgcagtacat 1500
cagcgcgctg aatatcattc actacatgca cgacaagtac agctacgaag cttcgctgat 1560
ggcgctgcac gatcgtgatg tctatcgcac tatggcatgc ggcatcgcgg gcctgtcggt 1620
ggcgacggac tccctgtctg ccatcaaata tgcccgcgtg aaaccaatcc gtgacgaaaa 1680
cggcctggcg gtggactttg aaatcgacgg tgaatatccg cagtacggca acaacgacga 1740
gcgcgtagac agcattgcct gcgacctggt tgaacgcttt atgaagaaaa ttaaagcgct 1800
gccaacctat cgcaacgccg tccctaccca gtcgattctg actatcactt ctaacgtggt 1860
gtacggccag aaaaccggta atacgccgga cggtcgtcgc gccggaacac cgttcgcgcc 1920
gggcgctaac ccgatgcatg gtcgtgaccg caaaggtgcc gtggcctcat tgacgtcggt 1980
ggcgaaactg ccgttcacct acgccaaaga tgggatctcg tacaccttct caatcgttcc 2040
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<211> 990
<212> DNA
<213> 大肠杆菌(Escherichia coli)
<400> 7
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gagtcctttg gctttgagct ggaatttttt gactttctgc tgacggaaaa aaccgctaaa 120
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caccgcgcgt atcagcgtac ccgtgatgct aacttctctc tggaaggtct gaccggcttt 420
actatgtatg gcaaaacggc aggcgttatc ggtaccggta aaatcggtgt ggcgatgctg 480
cgcattctga aaggttttgg tatgcgtctg ctggcgttcg atccgtatcc aagtgcagcg 540
gcgctggaac tcggtgtgga gtatgtcgat ctgccaaccc tgttctctga atcagacgtt 600
atctctctgc actgcccgct gacaccggaa aactatcatc tgttgaacga agccgccttc 660
gaacagatga aaaatggcgt gatgatcgtc aataccagtc gcggtgcatt gattgattct 720
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
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<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
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<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
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<212> DNA
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<400> 12
ggaattccat atgacgaatc gtatc 25
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<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 13
ggactagtta cagctgatgc gct 23
<210> 14
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 14
ggccgtccat atgaaggtag atattga 27
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<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 15
ggactagttc agagcgcctg ggtaa 25
<210> 16
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 16
ggaattccat atgatgaaac tcgc 24
<210> 17
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 17
actagtttaa accagttcgt tcggg 25
<210> 18
<211> 2167
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 18
ggatccttga gatccttttt ttctgcgcgt aatctgctgc ttgcaaacaa aaaaaccacc 60
gctaccagcg gtggtttgtt tgccggatca agagctacca actctttttc cgaaggtaac 120
tggcttcagc agagcgcaga taccaaatac tgtccttcta gtgtagccgt agttaggcca 180
ccacttcaag aactctgtag caccgcctac atacctcgct ctgctaatcc tgttaccagt 240
ggctgctgcc agtggcgata agtcgtgtct taccgggttg gactcaagac gatagttacc 300
ggataaggcg cagcggtcgg gctgaacggg gggttcgtgc acacagccca gcttggagcg 360
aacgacctac accgaactga gatacctaca gcgtgagcta tgagaaagcg ccacgcttcc 420
cgaagggaga aaggcggaca ggtatccggt aagcggcagg gtcggaacag gagagcgcac 480
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agggattttg gtcatgagat tatcaaaaag gatcttcacc tagatccttt taaattaaaa 720
atgaagtttt aaatcaatct aaagtatata tgagtaaact tggtctgaca gttaccaatg 780
cttaatcagt gaggcaccta tctcagcgat ctgtctattt cgttcatcca tagttgcctg 840
actccccgtc gtgtagataa ctacgatacg ggagggctta ccatctggcc ccagtgctgc 900
aatgataccg cgagacccac gctcaccggc tccagattta tcagcaataa accagccagc 960
cggaagggcc gagcgcagaa gtggtcctgc aactttatcc gcctccatcc agtctattaa 1020
ttgttgccgg gaagctagag taagtagttc gccagttaat agtttgcgca acgttgttgc 1080
cattgctaca ggcatcgtgg tgtcacgctc gtcgtttggt atggcttcat tcagctccgg 1140
ttcccaacga tcaaggcgag ttacatgatc ccccatgttg tgcaaaaaag cggttagctc 1200
cttcggtcct ccgatcgttg tcagaagtaa gttggccgca gtgttatcac tcatggttat 1260
ggcagcactg cataattctc ttactgtcat gccatccgta agatgctttt ctgtgactgg 1320
tgagtactca accaagtcat tctgagaata gtgtatgcgg cgaccgagtt gctcttgccc 1380
ggcgtcaata cgggataata ccgcgccaca tagcagaact ttaaaagtgc tcatcattgg 1440
aaaacgttct tcggggcgaa aactctcaag gatcttaccg ctgttgagat ccagttcgat 1500
ataacccact cgtgcaccca actgatcttc agcatctttt actttcacca gcgtttctgg 1560
gtgagcaaaa acaggaaggc aaaatgccgc aaaaaaggga ataagggcga cacggaaatg 1620
ttgaatactc atactcttcc tttttcaata ttattgaagc atttatcagg gttattgtct 1680
catgagcgga tacatatttg aatgtattta gaaaaataaa caaatagggg ttccgcgcac 1740
atttccccga aaagtgccac ctgacgtcta agaaaccatt attatcatga cattaaccta 1800
taaaaatagg cgtatcacga ggcagaattt cagataaaaa aaatccttag ctttcgctaa 1860
ggatgatttc tggaattcgc ggccgcttct agagtactag tagcggccgc tgcagtccgg 1920
caaaaaaggg caaggtgtca ccaccctgcc ctttttcttt aaaaccgaaa agattacttc 1980
gcgttatgca ggcttcctcg ctcactgact cgctgcgctc ggtcgttcgg ctgcggcgag 2040
cggtatcagc tcactcaaag gcggtaatac ggttatccac agaatcaggg gataacgcag 2100
gaaagaacat gtgagcaaaa ggccagcaaa aggccaggaa ccgtaaaaag gccgcgttgc 2160
tggcgtt 2167

Claims (4)

1.一种提高手性胺转化率的方法,其特征是包括如下步骤:
(1)基因的体外合成和扩增:
从NCBI数据库获得来源于节杆菌属的(R)-选择型ω转氨酶的氨基酸序列,所述(R)-选择型ω转氨酶简称:ArR-ωTA;所述ArR-ωTA的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示;
所述ArR-ωTA的氨基酸序列在JCAT网站,通过输入:避免XbaI,NdeI,SpeI和HindIII限制性酶切位点为条件,得到优化后的ArR-ωTA核苷酸序列;
在优化后的ArR-ωTA核苷酸序列前、后分别加入XbaI限制性酶切位点和HindIII限制性酶切位点,得到含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列,所述含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;
(2)将步骤(1)获得的含酶切位点的优化后的ArR-ωTA核苷酸序列连接到p2A4载体中得到p2A4-ArR-ωTA;将表达甲酸乙酰转移酶的核苷酸序列用FA表示,将FA连接到p2A4载体中,得到p2A4-FA;将ldh的核苷酸序列连接到p2A4载体中,得到p2A4-ldh;
所述p2A4载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示;
所述ldh的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示;
(3)将p2A4-ArR-ωTA;p2A4-FA;p2A4-ldh分别导入大肠杆菌中,得到重组菌1,重组菌FA和重组菌6;
(4)将重组菌1、重组菌FA和重组菌6分别发酵,得到重组菌1发酵液、重组菌FA发酵液和重组菌6发酵液;
(5)分别将步骤(4)获得的发酵液,离心收集沉淀,洗涤,得到重组菌1发酵液沉淀、重组菌FA发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀;
(6)分别将步骤(5)获得的重组菌FA发酵液沉淀和重组菌6发酵液沉淀用PBS重悬细胞并进行超声破碎处理;得到FA粗酶液和ldh粗酶液;
(7)将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用PBS重悬,得混合液,取混合液加入PLP、NAD+,在25℃-40℃,180-220rpm下反应20-40分钟;再加入FA粗酶液、ldh粗酶液、甲酸脱氢酶、D-丙氨酸、底物酮和CoA,得到反应液,加入助溶剂,在25℃-40℃,180-220rpm下反应12-24小时,加入NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
2.根据权利要求1所述的一种提高手性胺转化率的方法,其特征是所述FA为ybiw、pflB、pflD或tdcE,所述ybiw的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示,pflB的核苷酸序列如SEQID NO.4所示,pflD的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示,tdcE的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。
3.根据权利要求1所述的一种提高手性胺转化率的方法,其特征是所述步骤(7)为:将步骤(5)获得的重组菌1发酵液沉淀用pH=7.5浓度为100mM的PBS重悬,得混合液,所述PBS的体积为步骤(4)获得的重组菌1发酵液体积的1/7,按比例,取1mL混合液,加入终浓度为1.5mM的PLP、终浓度为1mM的NAD+,在25℃-40℃,180-220rpm下反应20-40分钟;再加入10U的FA粗酶液、10U的ldh粗酶液、10U的甲酸脱氢酶、终浓度250mM的D-丙氨酸、终浓度25mM底物酮和终浓度0.1mM的CoA,得到反应液,加入反应液体积15%-60%的助溶剂DMSO,在25℃-40℃,180-220rpm下反应12-24小时,加入终浓度10M的NADH终止反应,并用乙酸乙酯萃取,萃取两次,萃取后的有机相加入Na2SO4干燥,干燥后用气相色谱检测。
4.根据权利要求1或3所述的一种提高手性胺转化率的方法,其特征是所述酮为2-戊酮、环己酮或苄基丙酮。
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