[发明专利]适用于大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸的组方及其应用

说明书

本发明提供了一种适用于大肠杆菌发酵生产L‑苯丙氨酸的组方及其应用，所述组方的功效成分由CaCl₂.2H₂O、CuSO₄.5H₂O、CoCl₂.6H₂O、ZnSO₄、FeSO₄.7H₂O、MnSO₄.H₂O、NiCl₂.6H₂O、磷酸吡哆醛、维生素B2和生物素组成，所述组方首次将维生素B2用于L‑Phe的发酵，并取得了有益效果，首次优化了CoCl₂.6H₂O、PLP的用量，首次确定了生物素的不利作用，进一步优化了FeSO₄.7H₂O、MnSO₄.H₂O等微量元素的用量，最终提高了L‑Phe产量与转化率，这对L‑Phe的工业化生产具有积极意义，采用的发酵方法可以达到加快菌体生长繁殖，提高生物量，延长生物量稳定期与产酸高峰期，提高L‑苯丙氨酸产量与转化率，节约成本等目的。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，尤其是适用于大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸的组方及其应用。

背景技术

L-苯丙氨酸(L-Phenylalanine，L-Phe)与L-酪氨酸(L-tyrosine，L-Tyr)、L-色氨酸(L-tryptophan，L-Trp)同属芳香族氨基酸，为莽草酸途径产物之一，可作为新型甜味剂阿斯巴甜的合成前体，也可作为抗癌药物的载体，在食品与医药方面具有极大的应用价值，目前常采用微生物发酵法获取。

微生物利用葡萄糖等为碳源合成L-Phe的代谢途径较长，需要经过糖酵解途径(EMP)、柠檬酸循环(TCA)、戊糖磷酸途径(PPP)与莽草酸途径(shikimic acid pathway)，其中多个关键酶与L-Phe的合成关系密切。金属离子作为重要的酶激活剂，其种类与用量影响到关键酶酶活力的强弱进而影响到L-Phe产量与糖酸转化率。金属离子对酶的激活/抑制作用机理错综复杂，表现为：不添加或添加过少的金属离子无法对酶起激活作用，如5-10×10^-3moL/L的Mg²⁺可激活NADH⁺合酶，但低于或高于此浓度均无法起到激活作用；金属离子对酶的作用具有一定的选择性，如Ca²⁺对肌球蛋白腺三磷酸起到激活作用，却对脱羧酶有抑制作用；有时离子之间也有拮抗作用，如Ca²⁺可以抑制Mg²⁺激活的酶，再者金属离子之间也可以相互取代，如Mn²⁺离子可以取代Mg²⁺激活的激酶。核黄素(维生素B2，VB2)在生物体内是重要辅酶黄素腺嘌呤二核甘酸(FAD)和黄素单核甘酸(FMN)的合成前体，FAD和FMN作为黄素蛋白的辅酶参与传递氢的有关代谢，在呼吸和生物氧化中起着重要的作用。磷酸吡哆醛(PLP)是细胞140多种酶的辅酶，在氨基酸的合成、相互转化和降解等代谢反应中起重要作用，常见的反应包括：催化α-酮酸转化为氨基酸的转氨酶以及一系列的消旋作用、脱羧作用和羟醛反应。维生素H(V_H)过量会导致菌体代谢旺盛，生长过快，出现糖酸转化率大幅降低的问题；过少或者不添加V_H会导致菌体生长较慢，生物量较低，产酸效率偏低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸的组方。

本发明所要解决的技术问题在于提供一种应用上述组方发酵生产L-苯丙氨酸的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：