茶氨酸(5’-谷氨酰乙胺)是绿茶植物中特有的一种主要非蛋白质组份氨基酸。由于茶氨酸具有特殊的风味和多种有益的生理功能,所以它具有很高经济价值。正是因为这些原因,茶氨酸在食品和药品产业中具有很广泛的应用,市场需求也不断增大。谷氨酰转肽酶(GGT,EC2.3.2.2)可以有效地催化多种含有谷氨酰基的化合物的谷氨酰基转移到乙胺上,进而合成茶氨酸,因此这种酶被认为是工业化合成茶氨酸中有力的工具。在本研究中,我们通过将大肠杆菌K-12菌株的谷氨酰转肽酶与大肠杆菌的伴侣蛋白组在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中共表达,来获得大量具有生物活性的谷氨酰转肽酶,并因此达到降低酶促反应中酶耗成本的目的。通过这种方法,我们成功构建了一株具有极高谷氨酰转肽酶转移酶活性的大肠杆菌基因工程菌BL21/C4。共表达后,这株重组菌的谷氨酰转肽酶酶活达到15500 U/L,是野生型菌株的380倍左右。于此同时,为了能够找到提高茶氨酸合成反应转化率的新的突破口,我们首次证明了产物茶氨酸一边被谷氨酰转肽酶合成一边又被谷氨酰转肽酶消耗。通过调节乙胺与茶氨酸的摩尔比至20比1,我们成功的抑制了产物茶氨酸的消耗过程。最终,将共表达后的BL21/C4完整细胞作为谷氨酰转肽酶酶源,在保持乙胺与茶氨酸摩尔比始终大于15比1的条件下,0.17 M的谷氨酰胺被转化为0.127 M的茶氨酸。反应转化率达到75%。