《表2 吲哚生物转化的微生物及酶资源》

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《吲哚的微生物代谢及其作为新型信号分子的研究进展》

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在吲哚的转化过程中发现了很多具有高附加价值的中间产物，如靛红、靛玉红以及靛蓝等。其中，靛蓝是最古老的颜料之一，被广泛用应于染色、食品、制药、半导体等行业。靛蓝最初是从植物中提取而来的，自从Baeyer等首次在实验室中成功合成靛蓝后，化学合成靛蓝很快占据了主导地位[44]。然而化学合成过程中不可避免地会使用有毒化学物质（如苯胺、亚硫酸钠等），会腐蚀设备并造成环境问题。然而微生物合成靛蓝具有环境友好、反应条件温和等特点，在过去几十年中引起了极大的关注。吲哚酚是靛蓝的前体物质，因此吲哚氧化生成吲哚酚是生物合成靛蓝的关键步骤。图2对吲哚的转化途径进行了总结。据报道，许多加氧酶都能够氧化吲哚，这些酶主要分为双加氧酶和单加氧酶。典型的加氧酶包括萘双加氧酶[45]（naphthalene dioxygenase，NDO）、多组分苯酚羟化酶[4 6]（multicomponent phenol hydroxylase，m PH）、细胞色素P450单加氧酶[47]和黄素单加氧酶[48]（flavin monooxygenase，FMO）等。表2中总结了转化吲哚的微生物及酶资源。虽然微生物法可以生产高纯度靛蓝，但分析表明，生物法产靛蓝的生产效率仍远低于化学法[61]。因此，如何提高靛蓝产量、减少生物合成靛蓝的经济成本值得进一步研究。本课题组筛选得到了一些能够将吲哚转化为靛蓝的菌株，如丛毛单胞菌（Comamonas） sp.MQ[62]、丛毛单胞菌（Comamonas）sp.IDO2[63]、伯克霍尔德菌（Burkholderia） sp.IDO3[64]，并对固定化联苯双加氧酶产靛蓝进行了一定的研究[65]。随后本课题组从丛毛单胞菌（Comamonas） sp.MQ中获取了ndo基因并重组表达，发现重组菌能够在不同底物的催化下产生靛蓝类色素[51]。