[01589494]茶氨酸生物合成工程菌构建及其合成茶氨酸方法的建立

茶氨酸(N-乙基-γ-谷氨酰胺，theanine)是一种天然的氨基酸，是茶叶中有效的呈味物质。茶氨酸作为一种新型的功能性食品添加剂已在食品工业中得到广泛的应用，茶氨酸还具有许多重要的药用价值，茶氨酸以其安全性及在医药领域具有的美好前景必将带动茶氨酸的巨大需求。该研究是在针对前人酶法合成L-茶氨酸的问题，拟克服前人酶法合成茶氨酸所面临的几个难点，通过基因工程的方法，克隆了枯草(芽孢)杆菌(Bacillussubtilis)的glnA基因，并优化重组菌的培养及诱导，构建一套廉价高效的诱导表达GS酶系统。此外还优化了酵母能量耦联系统，最终建立一套廉价的GS酶耦联酵母合成L-茶氨酸的生产工艺，获得了转化率为47.2%、平均茶氨酸产量达到15.1g/L的较理想结果，为未来酶法合成L-茶氨酸的工业化生产奠定了基础。浙江梅峰茶业有限公司拟与丽水职业技术学院等合作进行茶氨酸的生物转化，为企业的可持续发展注入新的动力。主要内容：1.谷氨酰转肽酶基因的克隆；2.谷氨酰转肽酶在大肠杆菌的表达和表达条件的优化；3.谷氨酰转肽酶的纯化条件的优化；4.重组菌催化合成茶氨酸反应条件优化。主要技术经济指标：主要技术指标：该课题拟获得高效的茶氨酸的生物转化工艺；在国内外期刊上发表相关研究论文2－3篇；通过该项目的运行。该项目从茶氨酸体内合成途径出发，利用基因工程手段构建高表达关键酶γ-谷氨酰基转肽酶的菌株。微生物转化法生产茶氨酸研究的关键点在于构建高表达转化中关键酶的菌株，因为只有高表达关键酶的菌株才适于微生物转化法生产茶氨酸。与化学合成法相比，微生物发酵法生产茶氨酸具有完全不同的特色。由于酶促反应所具有的高度专一性，所以无需对α-氨基进行乙胺基化。该课题的顺利实施将有望取代传统提取或化学合成茶氨酸。主要经济指标和应用前景：该项目一旦获得成功实施，将可以直接规模化生产茶氨酸，一方面可作为原料药销往国内外大型制药企业，一方面也可进一步提纯，开发为新型添加剂，用于食品生产。该项目一旦投入生成，以年产10吨95%纯度茶氨酸的生成规模来计算，每年净利润可达到800万元/年，利用化学合成达到同样规模的话，只能达到400万元/年。