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近年来,用手性技术不对称催化合成手性化合物及其手性中间体已经引起了学术界和企业界的重视,成为研究开发的热点。利用微生物酶进行不对称催化反应,具有反应条件温和、转化率高及立体选择性好等优点,已成为诸多手性合成方法的首选。本文以生物催化底物1-苯基-2-甲氨基丙酮(MAK)生产麻黄碱为模型,利用基因工程技术手段构建重组大肠杆菌表达单一羰基还原酶,考察该重组菌催化底物MAK不对称还原为l-麻黄碱的反应特性。本文以重组质粒pET28a-mldh为模板,通过PCR扩增得到目的基因mldh,构建了重组大肠杆菌E.coli JM109 (pKK223-mldh)。利用表达产物进行生物转化,发现其具有催化底物MAK生成l-麻黄碱的能力。与重组大肠杆菌E.coli BL21 (pET28a-mldh)相比较,比酶活力提高了近3倍。对其进行IPTG诱导条件优化后,重组大肠杆菌E.coli JM109 (pKK223-mldh)在37℃,200 r/min条件下过夜培养后,按1 %接种量转接,相同条件培养至对数生长中后期,约4 h,用终浓度为0.4 mmol/L的IPTG诱导6 h,比酶活可达到0.56 U/mg蛋白。为了解决辅酶再生的问题,从枯草芽孢杆菌中克隆到葡萄糖脱氢酶基因gdh,构建了表达葡萄糖脱氢酶的重组大肠杆菌E.coli BL21 (pET28a-gdh)作为还原型辅酶NADH的再生系统。并将重组质粒pKK223-mldh和pET28a-gdh共转化到大肠杆菌中,对重组菌的质粒稳定性分析发现,采用100 mg/L氨苄青霉素和30 mg/L卡那霉素作为起始浓度,在14 h内,两种质粒可以共存。重组菌经IPTG诱导后,利用表达产物进行不对称还原反应。结果表明,羰基还原酶基因mldh和葡萄糖脱氢酶基因gdh能够在重组大肠杆菌中同时表达,而且,在不额外添加葡萄糖脱氢酶及辅酶的情况下,重组大肠杆菌所表达的葡萄糖脱氢酶能够实现辅酶再生,催化整个不对称还原反应的进行。