多酶级联生产苯丙酸类化合物的研究

发布时间：2021-05-23 03:27

　　苯丙酸类化合物,尤其是苯丙氨酸类、苯丙酮酸类、苯丙羟酸类和苯丙烯酸类,是一类重要的化学物质,被广泛地应用于医药、化妆品和精细化学品的合成。本论文报道了一种人工设计的氨基变换生物级联催化路径,该路径以苯酚衍生物、丙酮酸钠和氯化铵为底物,合成一系列（S）-α-酪氨酸衍生物、对羟基苯丙酮酸衍生物、（R）-α-酪氨酸衍生物和（R）-β-酪氨酸衍生物。主要研究结果如下:1.氨基变换级联路径的设计。通过分析苯丙酸类化合物的合成路径,设计了一个氨基变换级联路径,主要通过氨基基团的引入和转化,实现一系列苯丙酸类化合物的酶促合成。该级联反应系统由两部分组成,包括一个氨基引入模块（AI）和三个氨基转化模块（AT）:AI通过氨基引入将苯酚衍生物、丙酮酸钠和氯化铵转化为（S）-α-酪氨酸衍生物;AI和AT1级联,通过氨基引入和氧化脱氨将苯酚衍生物、丙酮酸钠和氯化铵转化为对羟基苯丙酮酸衍生物;AI和AT2级联,通过氨基引入和手性反转将苯酚衍生物、丙酮酸钠和氯化铵转化为（R）-α-酪氨酸衍生物;AI和AT3级联,通过氨基引入和移位将苯酚衍生物、丙酮酸钠和氯化铵转化为（R）-β-酪氨酸衍生物。2.氨基引入和转化模块... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 苯丙酸类化合物概述
        1.1.1 苯丙酸类化合物的定义及种类
        1.1.2 苯丙酸类化合物的应用
    1.2 苯丙酸类化合物生产研究进展
        1.2.1 提取法提取苯丙酸类化合物的研究进展
        1.2.2 化学法合成苯丙酸类化合物的研究进展
        1.2.3 生物法合成苯丙酸类化合物的研究进展
    1.3 多酶级联是合成苯丙酸类化合物的有效方法
        1.3.1 多酶级联反应的定义及种类
        1.3.2 多酶级联的优点
        1.3.3 多酶级联在合成苯丙酸类化合物方面的潜力与挑战
    1.4 本论文的立题依据及意义
    1.5 本论文的主要研究内容
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌株和质粒
        2.1.2 培养基
        2.1.3 试剂
        2.1.4 仪器
    2.2 重组菌的构建
        2.2.1 DNA基本操作
        2.2.2 过表达单一酶的菌株构建方法
        2.2.3 酪氨酸酚裂解酶和L-氨基酸脱氨酶共表达菌株的构建方法
        2.2.4 酪氨酸酚裂解酶、L-氨基酸脱氨酶、D-氨基酸脱氢酶和葡萄糖脱氢酶共表达菌株的构建方法
        2.2.5 酪氨酸酚裂解酶和酪氨酸氨基变位酶共表达菌株的构建方法
        2.2.6 重组菌株的培养方法
    2.3 转化条件的优化
        2.3.1 生产(S)-α-酪氨酸衍生物的转化条件优化
        2.3.2 生产对羟基苯丙酮酸衍生物的转化条件优化
        2.3.3 生产(R)-α-酪氨酸衍生物的转化条件优化
        2.3.4 生产(R)-β-酪氨酸衍生物的转化条件优化
    2.4 分析测定方法
        2.4.1 琼脂糖凝胶核酸电泳及聚丙烯酰胺凝胶蛋白电泳
        2.4.2 酶活检测
        2.4.3 (S)-α-酪氨酸衍生物、对羟基苯丙酮酸衍生物、(R)-α-酪氨酸衍生物和(R)-β-酪氨酸衍生物的HPLC检测
        2.4.4 产物纯化和产物鉴定
第三章 结果与讨论
    3.1 氨基变换级联反应的设计
        3.1.1 苯丙酸类化合物合成路径分析
        3.1.2 氨基引入模块的设计
        3.1.3 氨基转化模块的设计
        3.1.4 级联路径的设计
        3.1.5 小结
    3.2 氨基引入和转化模块的构建
        3.2.1 AI的构建
        3.2.2 AT1的构建
        3.2.3 AT2的构建
        3.2.4 AT3的构建
        3.2.5 小结
    3.3 模块组装合成苯丙酸类化合物
        3.3.1 AI生产(S)-α-酪氨酸衍生物
        3.3.2 AI和AT1组装生产对羟基苯丙酮酸衍生物
        3.3.3 AI和 AT2 组装生产(R)-α-酪氨酸衍生物
        3.3.4 AI和 AT3 组装生产(R)-β-酪氨酸衍生物
        3.3.5 规模化制备与产物结构鉴定
        3.3.6 小结
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录 I:作者在攻读硕士学位期间发表的论文
附录 II:液相图谱


【参考文献】：
期刊论文
[1]阿魏酸及其衍生物的生理活性及应用研究进展[J]. 梁盈,袭晓娟,刘巧丽,黄萍,李佳佳,林亲录.  食品与生物技术学报. 2018(05)

博士论文
[1]重组大肠杆菌全细胞转化L-苯丙氨酸合成苯丙酮酸的研究[D]. 侯颖.江南大学 2017

硕士论文
[1]重组大肠杆菌全细胞转化L-苯丙氨酸合成苯乳酸的研究[D]. 王秀婷.江南大学 2018



本文编号：3202197