李天心，胡曼曼，李志裕，胡晓

    ·论著·

    重组基因工程大肠杆菌制备1,3-二羟基丙酮

    李天心，胡曼曼，李志裕，胡晓

    830017 乌鲁木齐，新疆医科大学药学院(李天心)；235058 淮北，安徽瑞赛生化科技有限公司(胡曼曼、胡晓)；210009 南京，中国药科大学药学院(李志裕)

    探寻甘油发酵合成 1,3-二羟基丙酮(DHA)的高效工程菌。以肺炎克雷伯菌基因组 DNA 为模板，运用 PCR 扩增到编码甘油脱氢酶(GDH)的基因(A)，并克隆到大肠杆菌表达载体 pET28a 上，构建重组表达质粒 pET-A；将其转入大肠杆菌JM109，经筛选后获得了 DHA 重组基因工程菌。该工程菌在含有甘油的培养基中发酵后的次级代谢产物经分离纯化，通过1H 和13C核磁共振谱确定为目标产物 DHA，产量≥ 120 g/L。发酵液经过滤、有机溶剂萃取和结晶后，获得高质量 DHA。该二菌株的基因能够高效重组，并获得甘油发酵合成 DHA 的重组基因工程菌的成功表达。

    重组基因工程菌； 肺炎克雷伯菌； 甘油脱氢酶； 甘油； 1,3-二羟基丙酮

    1,3-二羟基丙酮(DHA)是一种非常重要的生物基平台化合物，广泛应用于医药、化工、化妆品和食品领域[1]。目前，DHA 可作为多重耐药菌广谱药物、伤口敷剂和糖苷酶抑制剂在低血糖、糖尿病以及某些病毒性皮肤病的治疗上广泛应用。DHA 通过抑制 α 糖苷酶活性治疗2型糖尿病已成为医药领域的研究热点。

    DHA 的合成方法主要包括化学合成法和微生物合成法。在化学合成法方面，Hirasawa 等[2]研究了 Pd-Ag/C 作催化剂的甘油氧化法。Rodriguese 等[3-4]以 Au 为催化剂、以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体制备的 DHA 收率达到 60%。Wang 等[5]通过甘油间接氧化法合成 DHA，采用磁性的聚苯乙烯纳米球固定催化剂 2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)完成。在微生物合成法方面，Ma 等[6]采用 He-Ne 辐射对氧化葡萄糖酸杆菌进行诱变，获得了甘油脱氢酶突变株 GM51；Hu 等[7]采用离子注入法诱变氧化葡萄糖酸杆菌获得了突变株 G.oxydans ZJB09113，并通过响应面优化了突变株的发酵培养条件；Mishra 等[1]和Hirasawa 等[2]通过表达AB 基因提高了 DHA 产量；Rodriguese 等[3]通过敲除A 基因和通过表达AB 基因提高了 DHA 产量，并缩短了发酵周期。

    DHA 化学合成法存在收率低和污染环境等问题 ......