Linker Peptide Engineering Combined With SA‐PVA Immobilization in Fed‐Batch Biocatalysis for High‐Efficiency Carcinine Synthesis

生物催化 基质(水族馆) 连接器 化学 二肽 合理设计 组合化学 固定化酶 蛋白质工程 催化作用 基质(化学分析) 热稳定性 肽合成 寡核苷酸 酶催化 有机化学
作者
Man Zhao,Mengying Yu,Huiru Yuan,Yiting Shen,Zhiqiang Liu,Yuguo Zheng,Man Zhao,Mengying Yu,Huiru Yuan,Yiting Shen,Zhiqiang Liu,Yuguo Zheng
出处
期刊:Biotechnology and Bioengineering [Wiley]
标识
DOI:10.1002/bit.70101
摘要

ABSTRACT Carcinine, a valuable imidazole dipeptide with antioxidant and therapeutic properties, faces biosynthesis challenges due to enzyme aggregation and substrate inhibition. In this study, an integrated strategy combining linker peptide engineering and immobilization was applied to address these challenges and enhance carcinine production. Rational design of linker peptides (D 5 , L 2 , L 3 ) in the sfp‐Ebony fusion protein enabled its highest soluble expression in WSL 2 E strain, achieving 93.1% conversion efficiency—3.5‐fold higher catalytic efficiency than WSGE strain. Response surface methodology optimized sodium alginate‐polyvinyl alcohol (SA‐PVA) immobilization parameters (5% PVA, 3% SA, 2.3% CaCl₂), yielding excellent immobilized WSL 2 E@SA‐PVA cells with 95.93% activity recovery. Structural characterization by scanning electron microscopy (SEM), Fourier‐transform infrared spectroscopy (FT‐IR), and X‐ray diffraction (XRD) confirmed the formation of a porous SA‐PVA matrix that protected cells from harsh conditions. The immobilized biocatalyst exhibited superior operational stability (retaining > 80% activity after 7 cycles) and storage stability (maintaining 44.89% activity after 14 days at 4°C). Fed‐batch scale‐up (50 mL) achieved a record carcinine titer of 71.13 mM, mitigating the inhibitory effect of high substrate concentrations through phased substrate feeding. This study provides a scalable biocatalytic platform for industrial carcinine production, effectively addressing key bottlenecks in biocatalyst stability and substrate tolerance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
秋雨发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
电黄耗子发布了新的文献求助30
2秒前
吼吼发布了新的文献求助10
2秒前
Winkee发布了新的文献求助50
3秒前
yqq发布了新的文献求助30
3秒前
海棠完成签到 ,获得积分10
3秒前
Dean应助domain采纳,获得80
4秒前
乐悠完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
应然忆完成签到 ,获得积分10
6秒前
zzzmq发布了新的文献求助10
6秒前
赘婿应助ChiHiRo9Q采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
斯文败类应助冷静的牛青采纳,获得30
7秒前
dde应助粗暴的芷云采纳,获得10
7秒前
细心盼晴发布了新的文献求助10
9秒前
hhf完成签到 ,获得积分10
9秒前
文静的匪完成签到 ,获得积分10
9秒前
小王发布了新的文献求助10
9秒前
小牛公主关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
Jasper应助秋雨采纳,获得10
10秒前
太阳博士发布了新的文献求助10
11秒前
yy发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
路人发布了新的文献求助10
15秒前
CC发布了新的文献求助20
15秒前
科研通AI2S应助十八采纳,获得10
16秒前
16秒前
森林发布了新的文献求助10
17秒前
solitude完成签到,获得积分10
17秒前
机智戴夫完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得30
18秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7753813
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9300542
关于积分的说明 20257909
捐赠科研通 7336227
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310582
关于科研通互助平台的介绍 2461826
邀请新用户注册赠送积分活动 2323701