背景技术
3-甲基-2,4-戊二酮是一种重要的有机合成中间体，其合成方法主要是化学合成法为主：于装有搅拌器、回流冷凝器(装氯化钙干燥管)的反应瓶中，加入2,4‑戊二酮65.2g， 碘甲烷113g，预先于100℃干燥的无水碳酸钾84g，无水丙酮125mL，搅拌下加热回流20h。冷却，过滤，滤饼用丙酮洗涤4次。常压蒸出丙酮和未反应的碘甲烷，而后减压蒸馏，收集110～120℃/5.32kPa的馏分，得化合物3-甲基-2,4-戊二酮56～57g，收率75％～77％(Rdunstan W.JAm Chem Soc，1891,59:428.)。化学合成法普遍存在产率低、副产物多、原料不易获得、 价格昂贵、反应中需要用到金属有机催化剂、环保压力大等缺点，不符合当今低碳经济的需求。生物法能耗低、成本低、能够避免大量污染物的生成，和化学法相比优势明显。
3-甲基-2,4-戊二酮的生物合成方法尚未引起广泛关注。由于鲜有研究表明Dke1可以催化其他底物的案例，因此扩大Dke1催化的底物谱十分重要。同时，由于乙酰丙酮对微 生物细胞具有毒性(Water Research,1980,14(3):231‑241)，3-甲基-2,4-戊二酮与乙酰丙酮结构类似，可能具有较强的毒性作用，致使3-甲基-2,4-戊二酮的产量还比较低。
制备方法[1]
1)将乙酰丙酮裂解酶突变体的基因连接到表达载体，获得重组载体；所述乙酰丙酮裂解酶突变体的基因序列如SEQ ID NO.2所示。 所述发酵培养是将重组菌接种到发酵培养基中，在37℃、180rpm条件下培养至菌体浓度为OD600为0.6～0.8，加入终浓度为0.2mM的IPTG后，在30℃条件下培养4‑6h，获得培养液。
2)将步骤1)所得重组载体转化宿主菌中，获得重组菌，重组菌发酵培养，获得培养液；
3)将步骤2)中所得培养液经过预处理后，利用超声破碎培养液中的菌体得到破碎菌液，离心分离破碎菌液后保留上清液，再利用镍柱纯化上清液，获得酶液。
4)将步骤3)所得酶液与反应底物2，3‑丁二酮混合后反应，制备得到3-甲基-2,4-戊二酮，产量达到23.29mg/L。
参考文献
[1]中国科学院青岛生物能源与过程研究所. 一种乙酰丙酮裂解酶突变体及一种胞外酶反应生成3-甲基-2，4-戊二酮的方法:CN202210455525.9[P]. 2023-10-31.