溫鑫,寧宇航,林慧彬,任一林,林建群*,林建強(qiáng)*

1(微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(山東大學(xué)),山東 青島,266237) 2(山東省中醫(yī)藥研究院,山東 濟(jì)南,250014) 3(青島龍鼎生物技術(shù)有限公司,山東 青島,266108)

國(guó)際稀有糖協(xié)會(huì)(International Society of Rare Sugars,ISRS)定義稀有糖為自然界中存在但含量極少的一類單糖及其衍生物[1]。阿洛醇(C6H14O6),又稱為蒜糖醇,是一種稀有糖醇和低能量甜味劑,在自然界中含量極低,但具有重要生理功能,可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域[2]。

根據(jù)IZUMORI提出的稀有糖轉(zhuǎn)化策略(Izumoring策略),單糖以及糖醇之間可以通過(guò)D-塔格糖3-差向異構(gòu)酶、醇脫氫酶、醛糖異構(gòu)酶和醛糖還原酶等酶實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化,而且阿洛醇處于D/L-型糖轉(zhuǎn)化的樞紐位置,經(jīng)相應(yīng)的酶催化可以得到D/L-阿洛酮糖和D/L-阿洛糖等高價(jià)值稀有糖[3]。

目前,阿洛醇主要采用生物轉(zhuǎn)化方法生產(chǎn),利用多酶反應(yīng)和輔酶再生系統(tǒng)分別由D-葡萄糖(D-glucose)、D-果糖(D-fructose)和D-阿洛酮糖(D-psicose)生物合成阿洛醇。如圖1,葡萄糖異構(gòu)酶(glucose isomerase,GI)可催化D-葡萄糖為D-果糖,D-阿洛酮糖3-差向異構(gòu)酶(D-psicose 3-epimerase,DPE)或D-塔格糖 3-差向異構(gòu)酶(D-tagatose 3-epimerase,DTE)可催化D-果糖為D-阿洛酮糖,D-阿洛酮糖經(jīng)核糖醇脫氫酶(ribitol dehydrogenase,RDH)和甲酸脫氫酶(formate dehydrogenase,FDH)催化最終得到阿洛醇[1]。本文對(duì)生物合成阿洛醇(蒜糖醇)的生物酶、生產(chǎn)工藝、應(yīng)用領(lǐng)域及研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,對(duì)阿洛醇(蒜糖醇)生物轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

GI-葡萄糖異構(gòu)酶；DTE-D-塔格糖3-差向異構(gòu)酶；DPE-D-阿洛酮糖3- 差向異構(gòu)酶；RDH-核糖醇脫氫酶；FDH-甲酸脫氫酶圖1 由D-葡萄糖、D-果糖和D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇流程圖Fig.1 Scheme of allitol production from D-glucose, D-fructose and D-psicose

1 阿洛醇的應(yīng)用

1.1 低熱量甜味劑

隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,人民生活水平的提高,肥胖的人數(shù)越來(lái)越多。高糖飲食是導(dǎo)致肥胖的一個(gè)重要原因。因此,尋求有甜味但熱量低的糖取代高熱量高消耗的糖極為必要。目前常用的代糖甜味劑,口感仍不及蔗糖、果糖等天然甜味劑,有必要開(kāi)發(fā)即有保健功能,又有良好口感的新型甜味劑以滿足市場(chǎng)需求。稀有糖作為一種低熱量碳水化合物對(duì)人體健康大有裨益。如今,D-阿洛酮糖等稀有糖已作為低熱量甜味劑開(kāi)始應(yīng)用于食品中[4]。同樣,阿洛醇具有低熱量、低吸收的特點(diǎn),且具有重要生理活性,可以作為甜味劑、膨脹劑應(yīng)用于食品行業(yè),有很好的市場(chǎng)前景[2]。

1.2 藥物及藥物合成中間體

2009年,OOSAKA給小鼠飼喂阿洛醇,通過(guò)觀察小鼠的腹瀉情況來(lái)評(píng)估阿洛醇的通便功效,并研究了阿洛醇對(duì)腸道運(yùn)輸和腸道含水量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)阿洛醇可以增加小腸內(nèi)的含水量,促進(jìn)小腸運(yùn)輸,發(fā)揮通便功效,可用于制備單糖瀉藥,治療便秘[5]。此外,阿洛醇是合成氨雜糖的重要中間體,可以用于制備抗糖尿病、癌癥和包括艾滋病在內(nèi)的病毒感染的藥物[2]。

1.3 生產(chǎn)其他D/L-型稀有糖的底物

根據(jù)Izumoring策略,阿洛醇處于D/L-型糖轉(zhuǎn)化的樞紐位置,經(jīng)合適的酶或細(xì)胞催化可以得到其他D/L-型稀有糖,例如D-阿洛酮糖、L-阿洛酮糖、D-阿洛糖和L-阿洛糖等[3]。L-型稀有糖是合成抗癌、抗病毒藥物的前體。目前,L-型稀有糖的研究引起廣泛關(guān)注,從阿洛醇出發(fā)尋找合適的酶生產(chǎn)L-型稀有糖具有重要的研究?jī)r(jià)值。

1.4 木質(zhì)文物保藏處理劑

糖醇飽和法是保護(hù)受水浸漬的有機(jī)文物,特別是木質(zhì)文物的有效方法。該方法對(duì)于消除糖醇結(jié)晶中的雜質(zhì)是很重要的,這可以通過(guò)混合一種具有抗結(jié)晶效果的糖來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),阿洛醇具有與傳統(tǒng)抗結(jié)晶劑相似的性能,且在強(qiáng)真空中也能保持晶體結(jié)構(gòu),成為綜合性能最好的木質(zhì)文物保藏處理劑(http://www.kagawa-isf.jp/glycobio/english/pdf/culture_01.pdf)。

2 阿洛醇生產(chǎn)方法

2.1 自然提取法

自然界中的阿洛醇主要存在于鼠刺和紫色粉孢牛肝菌中,含量微少。從1 kg新鮮鼠刺葉片和485 g紫色粉孢牛肝菌中可分別提取出14 和1.2 g阿洛醇。大規(guī)模提取阿洛醇既消耗大量的原材料,又不利于環(huán)境保護(hù),而且生產(chǎn)成本高,不適用于阿洛醇的大規(guī)模生產(chǎn)[6-7]。

2.2 化學(xué)合成法

1973年,英國(guó)人BALLARD和STACEY從含有13 gD-阿洛糖,4 g硼氫化鈉和85 mL水的反應(yīng)體系中得到11.3 g阿洛醇[8]。2010年,科學(xué)家提出順-3-己烷-1,2,5,6-四醇經(jīng)氧化可同時(shí)產(chǎn)生阿洛醇和半乳糖醇[2]。2016年,JUMDE等人通過(guò)區(qū)域選擇性氧化還原反應(yīng)催化葡萄糖得到阿洛醇(圖2)[9]?；瘜W(xué)合成法具有反應(yīng)速率快,效率高的優(yōu)點(diǎn),但是利用該方法合成阿洛醇,要么反應(yīng)底物本身也是稀有糖,原料來(lái)源受到限制,要么反應(yīng)過(guò)程復(fù)雜,容易生成副產(chǎn)物甚至毒性副產(chǎn)物,導(dǎo)致分離純化困難,使得阿洛醇產(chǎn)率和純度降低。因此,化學(xué)合成法不利于阿洛醇的商業(yè)化生產(chǎn)。

圖2 氧化還原法由葡萄糖合成阿洛醇[9]Fig.2 Allitol synthesized from glucose by chemical oxidation and reduction reactions[9]

2.3 生物轉(zhuǎn)化法

當(dāng)前,阿洛醇生產(chǎn)主要采用生物轉(zhuǎn)化的方法,通過(guò)酶催化或者微生物全細(xì)胞催化的方式由D-葡萄糖、D-果糖或D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇[2]。雖然生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)阿洛醇也具有一些不足,例如生物催化劑的催化活性和環(huán)境耐受性仍有待提高等,但是相比提取和化學(xué)合成方法,生物轉(zhuǎn)化法具有簡(jiǎn)便高效、反應(yīng)條件溫和、無(wú)毒性副產(chǎn)物、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、成本低廉、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前稀有糖醇生產(chǎn)的主要方法。

3 阿洛醇生物轉(zhuǎn)化所涉及的生物酶

3.1 酮糖 3-差向異構(gòu)酶

阿洛醇可由D-阿洛酮糖生物轉(zhuǎn)化而來(lái),而D-阿洛酮糖可由酮糖 3-差向異構(gòu)酶由D-果糖生物轉(zhuǎn)化而來(lái)。其中,DTE和DPE都可以實(shí)現(xiàn)D-果糖和D-阿洛酮糖之間的相互轉(zhuǎn)化[10-11]。IZUMORI等首次從Pseudomonassp.ST-24中發(fā)現(xiàn)了DTE,該酶最適底物為D-塔格糖,但可以轉(zhuǎn)化D-果糖為D-阿洛酮糖[12]。之后,來(lái)自于Rhodobactersphaeroides[13]的DTE也被報(bào)道可用于D-阿洛酮糖的生物轉(zhuǎn)化。DTE對(duì)D-阿洛酮糖具有較高的底物特異性。來(lái)自于Agrobacteriumtumefaciens[14],ClostridiumcellulolyticumH10[15],和Ruminococcussp.[16]的DTE也得到相應(yīng)的研究和應(yīng)用。此外,來(lái)自于Mesorhizobiumloti的L-核酮糖 3-差向異構(gòu)酶(L-ribulose 3-epimerases,LRE)也可催化D-果糖為D-阿洛酮糖[17]。

3.2 RDH

RDH可以轉(zhuǎn)化D-阿洛酮糖為阿洛醇。RDH屬于短鏈脫氫酶/還原酶家族(short-chain dehydrogenases/reductase family,SDR),它是一種NADH-依賴型醇脫氫酶,在生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)阿洛醇的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。目前,在Enterbacteragglomerans221e[18],KlebsiellapneumoniaeIFO 3321[19]和ProvidenciaalcalifaciensRIMD 1656011[20]中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并鑒定得到RDH。不同來(lái)源的RDH底物專一性不同。例如,當(dāng)以D-果糖為底物時(shí),來(lái)源于Enterbacteragglomerans221e的RDH除了可將D-果糖催化為阿洛醇外,還可將D-果糖催化為D-山梨醇,不利于阿洛醇的生產(chǎn)[18-19]。相比之下,來(lái)源于KlebsiellapneumoniaeIFO 3321和ProvidenciaalcalifaciensRIMD 1656011的RDH對(duì)阿洛醇具有很高的底物專一性,由D-果糖生產(chǎn)阿洛醇不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物[2,19-20]。

3.3 FDH

RDH需要NAD+/NADH輔酶,催化合成阿洛醇過(guò)程中消耗大量NADH。NADH價(jià)格高,額外添加導(dǎo)致極高的成本,難以工業(yè)應(yīng)用。為此,需要建立NADH生物再生系統(tǒng)。NAD+依賴型的FDH可有效地將甲酸(或甲酸鹽)氧化為CO2,同時(shí)將NAD+還原為NADH(圖1),實(shí)現(xiàn)RDH所需NADH輔酶再生,通過(guò)酶偶聯(lián)法實(shí)現(xiàn)阿洛醇的高效生產(chǎn)。FDH在自然界中分布廣泛,既存在于細(xì)菌(Pseudomonassp.101[21],Staphylococcusaureus[22]等)、酵母菌(Candidaboidinii[23],OgataeaparapolymorphaDL-1[24]等)、絲狀真菌(Neurosporacrassa[25]等)中,也存在于植物(大豆、擬南芥、橡樹(shù)等)和其他高等真核生物中[26]。20世紀(jì)90年代中期,研究人員經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),來(lái)自于細(xì)菌的FDH比來(lái)自酵母的FDH更加穩(wěn)定,酶活性也更高[27]。此后,對(duì)來(lái)自于細(xì)菌中的FDH研究尤為廣泛。FDH作為輔酶再生系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一,其催化的還原反應(yīng)不可逆；其二,反應(yīng)所需底物甲酸鹽價(jià)格低廉,而且很多酶對(duì)甲酸鹽具有很高的耐受性,對(duì)酶的活性影響??；其三,反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO2對(duì)酶活性幾乎沒(méi)有影響,而且作為氣體很容易地從反應(yīng)體系中溢出,能夠有效地省去后期繁瑣的分離操作[26]。

4 酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)阿洛醇

4.1 酶轉(zhuǎn)化D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇

2000年,TAKESHITA等利用RDH(來(lái)自于KlebsiellapneumoniaeIF0 3321)和FDH成功實(shí)現(xiàn)了由D-阿洛酮糖轉(zhuǎn)化生產(chǎn)阿洛醇,在30 ℃,pH 8.0條件下反應(yīng)48 h后,得到10 g/L阿洛醇,底物幾乎全部轉(zhuǎn)化[19]。2016年,HASSANIN等報(bào)道了來(lái)自于ProvidenciaalcalifaciensRIMD 1656011的RDH不僅能催化核糖醇為D-核酮糖,還能將D-阿洛酮糖轉(zhuǎn)化為阿洛醇[20]。同年,HASSANIN等使用該RDH和來(lái)自于OgataeaparapolymorphaDL-1的FDH將20 mgD-阿洛酮糖在6 h內(nèi)催化生成(16.7±0.62) mg 阿洛醇,并最終得到純度為95%的阿洛醇晶體[24]。

4.2 酶轉(zhuǎn)化D-果糖生產(chǎn)阿洛醇

TAKESHITA等在利用多酶促反應(yīng)成功實(shí)現(xiàn)由D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇的同時(shí),又在反應(yīng)體系中加入了來(lái)自于PseudomonascichoriiST-24的DTE酶,該酶能夠催化D-果糖生成D-阿洛酮糖,進(jìn)而經(jīng)RDH和FDH將D-阿洛酮糖催化為阿洛醇。在相同條件下反應(yīng)48 h后,10 g/L的D-果糖同樣幾乎全部轉(zhuǎn)化成阿洛醇,并且沒(méi)有任何副產(chǎn)物生成[19]。

雖然酶法轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)由D-阿洛酮糖或D-果糖生產(chǎn)阿洛醇,阿洛醇轉(zhuǎn)化率高,所得阿洛醇晶體的純度較高,但是該法需要額外添加輔酶NAD+/NADH,導(dǎo)致生產(chǎn)成本高,而且需要酶的分離純化或固定化,增加了工藝復(fù)雜性和生產(chǎn)成本。

5 微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化生產(chǎn)阿洛醇

5.1 微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇

MUNIRUZZAMAN等利用Enterobacteragglomerans221e實(shí)現(xiàn)了由D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇,在30 ℃,pH 9.0條件下反應(yīng)24 h后,0.5%的D-阿洛酮糖有97%轉(zhuǎn)化成阿洛醇[18]。2014年,HAN等利用KlebsiellaoxytocaG4A4實(shí)現(xiàn)了由D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇,當(dāng)?shù)孜顳-阿洛酮糖的濃度為0.25%時(shí),37 ℃,pH 8.0,約反應(yīng)36 h后,阿洛醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到87%[28]。2018年,HASSANIN等構(gòu)建了能夠同時(shí)表達(dá)RDH(ProvidenciaalcalifaciensRIMD 1656011)和FDH(OgataeaparapolymorphaDL-1)的重組菌E.coliBL21 Star(DE3) pETDuet-1-RDH-FDH,并利用該菌進(jìn)行全細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化,當(dāng)?shù)孜顳-阿洛酮糖的濃度為2.0%時(shí),30 ℃,pH 7.0,反應(yīng)48 h生成了19.2 mg阿洛醇[29]。本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了能夠同時(shí)表達(dá)RDH(ProvidenciaalcalifaciensRIMD 1656011)和FDH(Pseudomonassp.101)的重組菌,并利用該菌進(jìn)行微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化,可有效地實(shí)現(xiàn)由D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇,底物濃度為90 g/L時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到64.3%。為了克服生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)中間產(chǎn)物的擴(kuò)散限制和避免中間產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞正常代謝的干擾,本實(shí)驗(yàn)室還發(fā)明了一種用于細(xì)胞內(nèi)重組蛋白固定的三角形網(wǎng)狀RNA支架,該RNA支架將RDH和FDH錨定在相鄰空間的位置,使人工合成途徑的重組酶分子在空間上相互靠近,形成人工合成通路,促進(jìn)阿洛醇的高效合成并減少對(duì)宿主菌正常代謝的干擾,當(dāng)利用RNA支架錨定RDH和FDH的重組菌株轉(zhuǎn)化D-阿洛酮糖時(shí),阿洛醇的產(chǎn)量具有明顯提高[30-31]。

D-阿洛酮糖作為稀有糖價(jià)格較高。為此,本實(shí)驗(yàn)室利用DPE實(shí)現(xiàn)了以D-果糖生產(chǎn)D-阿洛酮糖,并分別利用酶催化法和模擬移動(dòng)床色譜分離兩種分離純化方法得到了高純度D-阿洛酮糖,最后利用冷卻結(jié)晶法得到大量高純度D-阿洛酮糖晶體[32-34],為阿洛醇生產(chǎn)提供重要原料。

5.2 微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化D-果糖生產(chǎn)阿洛醇

為了降低使用阿洛醇生產(chǎn)的原料成本,可以使用D-果糖為生產(chǎn)原料(圖1)。2015年,ZHU等構(gòu)建了重組菌E.coliBL21 Star(DE3) pCDF-rdh-fdhpET-dpepACYC184 M-glf,該菌含有3種不同抗性的重組質(zhì)粒,能夠同時(shí)表達(dá)DPE(Ruminococcussp.)、RDH(Klebsiellaoxytoca)、FDH(Candidamethylica)和GLF(促葡萄糖/果糖轉(zhuǎn)運(yùn)膜蛋白,Zymomonasmobilis)4種酶,利用此菌催化500 mmol/LD-果糖最終能得到48.62 g/L阿洛醇[35]。2020年,本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了能夠同時(shí)表達(dá)DPE、RDH和FDH的雙質(zhì)粒重組菌,并利用補(bǔ)料培養(yǎng)獲得大量菌體,用于轉(zhuǎn)化D-果糖為阿洛醇,在底物D-果糖質(zhì)量濃度100 g/L,45 ℃,pH 7.0條件下,反應(yīng)4 h,阿洛醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到63%[36]。考慮到雙質(zhì)粒菌株的穩(wěn)定性差,而且培養(yǎng)雙質(zhì)粒菌株需要添加2種不同抗性的抗生素,使得生產(chǎn)成本增加,本實(shí)驗(yàn)室又構(gòu)建了能夠同時(shí)表達(dá)DPE、RDH和FDH的單質(zhì)粒重組菌,并利用該菌進(jìn)行全細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化,在底物D-果糖的質(zhì)量濃度為100 g/L,45 ℃,pH 6.0條件下,反應(yīng)3 h,阿洛醇的轉(zhuǎn)化率同樣達(dá)到了63%,并利用結(jié)晶法得到了高純度阿洛醇晶體[37]。使用單一質(zhì)粒,菌株穩(wěn)定性更好,而且菌株培養(yǎng)過(guò)程只需要添加一種抗生素,極大地提高了工藝穩(wěn)定性并降低了生產(chǎn)成本。

5.3 采用微生物全細(xì)胞和酶相結(jié)合的方法由D-葡萄糖生產(chǎn)阿洛醇

雖然D-果糖成本低于D-阿洛酮糖,但仍大幅高于D-葡萄糖。D-葡萄糖轉(zhuǎn)化生產(chǎn)D-果糖工藝成熟,葡萄糖異構(gòu)酶可高效催化上述轉(zhuǎn)化(圖1)。因此,將葡萄糖異構(gòu)酶引入阿洛醇生產(chǎn)流程,可實(shí)現(xiàn)由D-葡萄糖生物轉(zhuǎn)化阿洛醇。2020年,本實(shí)驗(yàn)室利用固定化葡萄糖異構(gòu)酶和能夠同時(shí)表達(dá)DPE、RDH和FDH的重組菌作為混合催化劑以50 g/LD-葡萄糖為底物生產(chǎn)得到12.7 g/L阿洛醇,首次利用廉價(jià)底物D-葡萄糖生物轉(zhuǎn)化阿洛醇,為大規(guī)模、低成本生產(chǎn)阿洛醇建立了切實(shí)可行的技術(shù)路線[36]。

綜上所述,通過(guò)酶轉(zhuǎn)化法和微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法可分別實(shí)現(xiàn)由D-葡萄糖、D-果糖和D-阿洛酮糖生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)阿洛醇(表1)。但相比于微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法,酶轉(zhuǎn)化工藝更加復(fù)雜。首先,酶轉(zhuǎn)化法涉及酶的提取,甚至酶的分離純化和酶的固定化,并且容易導(dǎo)致酶的損失；其次,酶轉(zhuǎn)化法需要額外添加價(jià)格昂貴的輔酶NAD+/NADH。以上原因?qū)е律a(chǎn)工藝流程復(fù)雜,生產(chǎn)成本提高,不利于阿洛醇的工業(yè)化生產(chǎn)。微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)阿洛醇可以有效地避免上述問(wèn)題,采用離心或過(guò)濾的簡(jiǎn)單方式可得到具有催化活性的菌體,用于阿洛醇的催化生產(chǎn),而且催化過(guò)程不需要額外添加輔酶NAD+/NADH,可以直接利用胞內(nèi)的輔酶參與反應(yīng)。該工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,有利于阿洛醇的工業(yè)化生產(chǎn)。利用酶與細(xì)胞結(jié)合的方法,以廉價(jià)底物D-葡萄糖生產(chǎn)阿洛醇,可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

6 展望

阿洛醇作為一種稀有糖具有重要的生理功能和應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前,阿洛醇的生產(chǎn)主要采用生物轉(zhuǎn)化法,一是酶轉(zhuǎn)化法,二是微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法。其中,微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法與酶轉(zhuǎn)化法相比不需要細(xì)胞破碎和添加輔酶,具有明顯的工藝和成本優(yōu)勢(shì)。但是,生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)阿洛醇,生物催化劑活性以及環(huán)境耐受性等仍有待提高,輔酶再生系統(tǒng)仍有待進(jìn)一步完善。例如,可以采用酶分子理性設(shè)計(jì)、酶分子結(jié)構(gòu)突變和高通量篩選等方式對(duì)酶分子進(jìn)行進(jìn)一步改造和優(yōu)化；對(duì)主反應(yīng)及輔酶再生反應(yīng)通路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以期得到高反應(yīng)活性的催化菌株；對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)性優(yōu)化,以進(jìn)一步提高阿洛醇生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率。

表1 利用酶轉(zhuǎn)化法和微生物全細(xì)胞轉(zhuǎn)化法由D-葡萄糖、D-果糖和D-阿洛酮糖生產(chǎn)阿洛醇Table 1 Production of allitol from D-glucose,D-fructose and D-psicose by using enzymatic catalysis and whole-cell catalysis