[发明专利]一种固定化苏氨酸醛缩酶的制备方法、固定化苏氨酸醛缩酶及应用

说明书

本发明公开了一种固定化苏氨酸醛缩酶的制备方法、固定化苏氨酸醛缩酶及应用。所述制备方法包括以下步骤：(1)获取苏氨酸醛缩酶酶液；(2)将氨基树脂NAA进行活化；(3)将活化后的氨基树脂NAA与苏氨酸醛缩酶酶液混合固定，获得固定化苏氨酸醛缩酶。本发明使用氨基树脂NAA制备苏氨酸醛缩酶的固定化方法，固定化酶酶活回收高，操作稳定性和保存稳定性高，将其应用于对甲砜基苯丝氨酸的合成，固定化酶和游离酶在相同的反应体系中反应相同的时间固定化酶的产量和de值均高于游离酶，分别为16.12g/L，98.2％；而游离酶分别为14.23g/L、95.8％。其选择性比游离酶更高，得到的产物产量也比游离酶高，具有巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种固定化苏氨酸醛缩酶的制备方法、固定化苏氨酸醛缩酶及应用。

背景技术

苏氨酸醛缩酶是一种PLP依赖性的酶，能够催化苏氨酸裂解为甘氨酸和乙醛及其逆反应，该酶广泛存在于各类生物体中，并在其代谢途径中发挥重要的作用。在生产应用中，由于苏氨酸醛缩酶对裂解底物有较高的选择性，因此往往利用该酶催化的逆反应从简单有机物地合一步合成β-羟基-α-氨基酸。相对于步骤繁多的有机合成，利用该酶的生物催化过程更加简单、环保。但是游离的酶稳定性差，不能重复利用，而且难与产物分离，限制了其在工业化中的应用。

固定化酶技术现在已经有一百多年发展史了，人们常采用吸附法、包埋法、共价结合法，交联法等固定化技术对游离酶进行修饰以获得高稳定性、可重复利用、易于分离的固定化酶。

J.D.Tibhe等(J.D.Tibhe,H.Fu,T.Noel,Q.Wang,J.Meuldijk,V.Hessel,Beilstein J Org Chem,9(2013)2168-2179.)用间接法研究了L-TA(来源于T.maritima)固定在Eupergit上的酶活回收89％，由于固定材料价格昂贵，批次稳定性差，仍不能满足工业需求。

S.Kurjatschij等(S.Kurjatschij,M.Katzberg,M.Bertau,Journal ofMolecular Catalysis B:Enzymatic,103(2014)3-9.)将L-TA(来自大肠杆菌)嵌入原硅酸盐中仅能获得30％的活性保留。

目前还没有合适的固定化苏氨酸醛缩酶产品用于对甲砜基基苯丝氨酸的生产，也没既具有较好的批次反应稳定性又具有高的酶活回收的固定化苏氨酸醛缩酶的报道。而且在固定化酶失活后，树脂和酶都会被废弃掉，在现有的固定化苏氨酸醛缩酶的报道中没有合理的再利用树脂的策略。

发明内容

本发明的目的在于提出一种氨基树脂固定化苏氨酸醛缩酶的方法以及树脂的再利用策略及采用制备的固定化酶合成L-syn-对甲砜基苯丝氨酸。

本发明思想在于：首先对苏氨酸醛缩酶进行固定化，然后提出树脂再利用策略，最后通过固定化酶催化底物甘氨酸、对甲砜基苯甲醛合成对甲砜基苯丝氨酸。固定化酶作为催化剂，便于酶的回收和重复利用、提高酶的稳定性、可连续操作及自动化控制，在此基础上又提出固定化酶失活后，载体的再利用策略，从而大幅度降低生产对甲砜基苯丝氨酸的成本，涉及酶固定化以及利用固定化酶催化合成高价值化合物的技术领域。

一种固定化苏氨酸醛缩酶的制备方法，包括以下步骤：

(1)获取苏氨酸醛缩酶酶液；

(2)将氨基树脂NAA进行活化；

(3)将活化后的氨基树脂NAA与苏氨酸醛缩酶酶液混合固定，获得固定化苏氨酸醛缩酶。

优选的，步骤(1)中苏氨酸醛缩酶酶液由表达苏氨酸醛缩酶的工程菌菌体破碎后所得。

优选的，步骤(2)中氨基树脂NAA活化采用戊二醛作为交联剂进行活化。