枯草芽孢杆菌高效制备Tp-GUS的系统构建与应用

摘要: 甘草酸（Glycyrrhizin，GL）是甘草最主要的有效成分之一，具有抗肿瘤、抗病毒、抗过敏、抗炎、及促进肾上腺皮激素等功能，在食品添加剂和化妆品领域也有广泛的应用，是一种重要的精细化工产品1,2。其分子中含有两个葡萄糖醛酸基使得其极性较强，导致其难以有效透过细胞膜并进一步在细胞内发挥药理作用，故甘草酸并非是其发挥最佳药理作用的最佳分子形态3,4。甘草酸的衍生物如单葡萄糖醛酸基甘草次酸（Glycyrrhetinic acid monoglucuronide，GAMG）和甘草次酸（Glycyrrhetinic acid，GA）分别为甘草酸经水解外侧的一个、两个葡萄糖醛酸基团的β-1,2糖苷键得到的产物。其中GAMG比GA缺少一个葡萄糖醛酸基团，极性中等，使得其在体内的溶解能力以及跨膜转运的能力得到很大提高，因此GAMG比GL和GA具有更高效的吸收率和利用度5。 课题组前期筛选出一种新型、特异性转化甘草酸生产单葡萄糖醛酸基甘草次酸的嗜松篮状菌（Talaromycespinophilum）的β-葡萄糖醛酸苷酶（TpGUS）。基于TpGUS广泛的商用和医用价值，以及课题组前期的一系列研究工作，本课题将以有优异分泌性能的枯草芽孢杆菌为对象，通过建立启动子和信号肽文库，并通过酶的定向进化，实现对酶基因的随机诱变，以期提高和改善酶的性能性质，为其投入工业化生产提供理论依据。最后通过酶学性质的表征，优化酶分子的酶学反应活性。 通过一系列的基因分子操作，以期能大规模的生产TpGUS，避免TpGUS在发酵过程中存在的在酿酒酵母中产率低、发酵周期长和生产成本高的瓶颈问题，对其未来的工业化应用有很重要的意义。