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脱氧核苷酸是生物体中常见一种低分子化合物，可用于合成抗癌、抗病毒药物或其中间体。但目前未见针对2-脱氧鸟苷酸(dGMP)和2-脱氧肌苷酸(dIMP)的生物合成的报道。本课题设计了一条新颖的多酶反应途径合成这两种脱氧核苷酸。整个反应涉及到来自大肠杆菌的嘌呤核苷磷酸化酶(PNPase)和乙酸激酶(AC Kase)，来自保加利亚乳杆菌的脱氧核苷转移酶(NDT-Ⅱ)和来自枯草芽孢杆菌的脱氧鸟苷激酶(dGKase)。分别构建四种单基因重组菌，获得了重组菌BL21/PNP, BL21/NDT-Ⅱ，BL21/dGK和BL21/ACK。同时利用同尾酶BamHⅠ和BglⅡ的酶切特点，将编码dGKase和ACKase的基因aaG和ack插入同一个质粒pET-28a中，构建共表达重组菌BL21/dGK-ACK。以鸟苷和胸苷为底物，在PNPase和NDT-Ⅱ的催化下生成中间产物脱氧鸟苷，后者被dGKase催化合成dGMP，其中CTP提供磷酸基团，而反应中生成的CDP须ACK催化再生。另外，由NDT-Ⅱ催化次黄嘌呤和胸苷生成中间产物脱氧肌苷，在UTP存在下被dGKase催化合成dIMP，并偶联ACKase催化的UTP再生循环系统。而两种合成途径所加的磷酸供体仅为反应底物的十分之一。以5mM鸟苷和胸苷为底物，分别利用单基因重组菌和串联重组菌合成dGMP，反应12小时转化率分别为73.1％，74.7％。以相同浓度的次黄嘌呤肌苷和胸苷为底物，利用串联重组菌合成dIMP，反应5小时产物转化率可达81％。