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Bioproduction of ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid using immobilized fumarase-free EDDS lyase
Process Biochemistry ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.procbio.2020.06.027 Zhongyi Yang , Yilu Wang , Yinhua Lu , Yuxiang Tao , Jingjing Jiang
Process Biochemistry ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.procbio.2020.06.027 Zhongyi Yang , Yilu Wang , Yinhua Lu , Yuxiang Tao , Jingjing Jiang
Abstract Ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid (EDDS) is a promising chelating agent for the remediation of heavy metal-contaminated soil. In general, EDDS is produced through a chemical method. In this study, we report an efficient biotechnological approach for EDDS production using an immobilized enzyme. We expressed the EDDS lyase in E. coli and obtained 19.8 g/L of EDDS through a reaction catalyzed by crude enzymes, containing EDDS lyase and fumarase. After performing metal affinity chromatography-mediated purification, we thoroughly eliminated the fumarase activity, which could result in the unnecessary formation of malate. Then, the purified EDDS lyase was immobilized on a glutaraldehyde-activated amino carrier, and the immobilized enzyme was used in 11 batches (864.5 h). After optimization, 209.3 g/L EDDS was obtained in a 100 mL reaction system, resulting in 20.2 g of EDDS product with a purity of 99.8 % after isolation. The yields of reaction and isolation were 94.0 % and 91.8 %, respectively. In conclusion, this study describes a promising bioproduction process for industrial-level EDDS production.
中文翻译:
使用固定化无延胡索酸酶 EDDS 裂解酶生物生产乙二胺-N,N'-二琥珀酸
摘要 乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)是一种很有前景的螯合剂,用于修复重金属污染土壤。一般而言,EDDS 是通过化学方法生产的。在这项研究中,我们报告了一种使用固定化酶生产 EDDS 的有效生物技术方法。我们在大肠杆菌中表达了 EDDS 裂解酶,并通过包含 EDDS 裂解酶和延胡索酸酶的粗酶催化的反应获得了 19.8 g/L 的 EDDS。在进行金属亲和层析介导的纯化后,我们彻底消除了延胡索酸酶活性,这可能导致不必要的苹果酸形成。然后,将纯化的 EDDS 裂解酶固定在戊二醛活化的氨基载体上,固定化酶分 11 批(864.5 h)使用。优化后,209。在 100 mL 反应体系中获得 3 g/L EDDS,得到 20.2 g EDDS 产物,分离后纯度为 99.8%。反应收率和分离收率分别为94.0%和91.8%。总之,本研究描述了一种用于工业级 EDDS 生产的有前途的生物生产工艺。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
使用固定化无延胡索酸酶 EDDS 裂解酶生物生产乙二胺-N,N'-二琥珀酸
摘要 乙二胺-N,N'-二琥珀酸(EDDS)是一种很有前景的螯合剂,用于修复重金属污染土壤。一般而言,EDDS 是通过化学方法生产的。在这项研究中,我们报告了一种使用固定化酶生产 EDDS 的有效生物技术方法。我们在大肠杆菌中表达了 EDDS 裂解酶,并通过包含 EDDS 裂解酶和延胡索酸酶的粗酶催化的反应获得了 19.8 g/L 的 EDDS。在进行金属亲和层析介导的纯化后,我们彻底消除了延胡索酸酶活性,这可能导致不必要的苹果酸形成。然后,将纯化的 EDDS 裂解酶固定在戊二醛活化的氨基载体上,固定化酶分 11 批(864.5 h)使用。优化后,209。在 100 mL 反应体系中获得 3 g/L EDDS,得到 20.2 g EDDS 产物,分离后纯度为 99.8%。反应收率和分离收率分别为94.0%和91.8%。总之,本研究描述了一种用于工业级 EDDS 生产的有前途的生物生产工艺。