以前期研究构建的由重组大肠杆菌和面包酵母组成的种间耦合ATP再生系统为研究对象,考察耦合系统中葡萄糖消耗、ATP产生与利用及谷胱甘肽合成之间的关系,重点研究不同环境条件和营养条件对面包酵母产ATP能力及ATP消耗途径的影响,提高耦合系统的能量利用率,采取措施防止谷胱甘肽的降解,从而使生物合成谷胱甘肽的种间耦合ATP再生系统得以高效运行。
本研究在基因克隆获得一株具有高GSH合成能力的重组大肠杆菌JM109(pBV03)的基础上,构建一个由重组大肠杆菌JM109(pBV03)和面包酵母WSH2组成的种间耦合ATP再生系统以用于GSH的酶法合成,重点考察耦合系统中葡萄糖消耗、ATP产生与利用及GSH合成之间的关系,揭示耦合系统不能高效运行的原因,并对如何提高耦合系统的运行效率进行探讨。主要研究结果包括 (1)通过基因克隆获得一株具有高GSH合成能力的重组大肠杆菌JM109(pBV03)。(2)考察了营养和环境条件对重组大肠杆菌JM109(pBV03)在外加ATP条件下生物合成GSH的影响。(3)考察了营养和环境条件对面包酵母生物合成ATP的影响(4) 构建了一个由重组大肠杆菌和面包酵母WSH2组成的种间耦合ATP再生系统用于GSH的生物合成,其GSH合成量约为3.40 mmol/L。(5) 对耦合系统中嘌呤核苷(酸)代谢进行了分析,探讨了耦合系统的运行机制。(6) 通过推迟重组大肠杆菌耦合时间和添加腺苷脱氨酶抑制剂可提高耦合系统GSH合成能力。(7) 研究了用于GSH合成的温度诱导型重组大肠杆菌的补料分批发酵过程。