[發明專利]生產香紫蘇醇的方法

有效

• 申請號: 200980102859.0
• 申請日: 2009-01-26
• 公開（公告）號: CN102016051A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: M·沙爾克
• 申請（專利權）人: 弗門尼舍有限公司
• 主分類號: C12P7/02
• 分類號: C12P7/02;C12N9/14;C12N15/52
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發明提供了一種生產香紫蘇醇的方法，所述方法包括使具有香紫蘇醇合酶活性的特定多肽與焦磷酸賴百當烯二醇酯(LPP)接觸。具體而言，所述方法可以在體外或體內進行以生產香紫蘇醇，這是一種在香料和調味料領域非常有用的化合物。本發明還提供在該方法中使用的多肽的氨基酸序列。源自快樂鼠尾草并編碼本發明多肽的核酸，含所述核酸的表達載體，以及經轉化以包藏同一核酸的非人生物體或細胞也是本發明的一部分。

背景技術

香紫蘇醇是類萜或萜家族中的一員，其包含高含量的天然產物。萜見于大多數生物體(微生物、動物和植物)。這些化合物由稱為異戊二烯的五碳單元構成，并由其結構中存在的這些單元的數目來劃分。因此，單萜、倍半萜和二萜分別為含10、15和20個碳原子的萜。二萜例如可廣泛見于植物界，并且已描述了超過2500種的二萜構造(Connolly?and?Hill，Dictionary?of?terpenoids，1991，Chapman?&Hall，London)。萜分子由于其風味和香味特性以及其化妝、醫藥和抗微生物效果，一直是數千年來的興趣所在。由例如蒸汽蒸餾或溶劑提取等各種手段獲得的植物提取物被用于萜的來源。萜分子通常原樣使用，但在某些情況下利用化學反應來將萜轉化為其他高價值分子。

萜的生物合成生產涉及被稱為萜合酶的酶。這些酶將前體轉化為一種或多種萜產物。通常，該前體是非環狀萜前體，特別地，大多數二萜合酶對非環狀前體焦磷酸香葉基香葉酯的環化起催化作用。然而，在某些特殊情況下，萜合酶催化由已環化分子至一種或多種萜產物的轉變。

自然界存在兩種類型的環化機理，它們與可分為I類二萜合酶和II類二萜合酶的兩種類型的二萜合酶有關(Wendt?and?Schulz，1998，Structure.6(2)：127-33)。對于某些二萜來說，其環化機理與單萜和倍半萜的環化機理類似，其自GGPP的焦磷酸酯的酯官能的離子化起始，接著是所得碳陽離子與內部雙鍵的反應。催化這種類型環化的二萜合酶為I類二萜合酶。二萜的生物合成中由II類二萜合酶催化的第二種環化模式由GGPP的端末雙鍵的質子化起始，并在內部重排和質子消除之后，產生環狀二萜焦磷酸酯中間體。

編碼來自兩類中每種二萜合酶的基因和cDNA已被克隆出，并且重組酶也已鑒定。編碼不同類型二萜合酶的基因的可獲性為酶的一級結構提供了信息。某些氨基酸基序在二萜合酶中保留下來，并且要么與依賴質子化的環化相關，要么與依賴離子化的環化相關。DDxxD基序見于一些I類二萜合酶。所述基序很可能參與焦磷酸酯部分的連接和離子化。在II類合酶中發現了保守的DxDD，其中涉及第二天冬氨酸殘基作為質子供體。

香紫蘇醇是天然產生的二萜分子，其廣泛用作用于合成帶有龍涎香香調的芳香分子的起始材料。開發這類合成用于提供龍涎香——由抹香鯨的腸分泌的一種蠟狀物質——的代用品。龍涎香由于其令人愉快的氣味而備受賞識，并且在歷史上已被用作加香成分。由于龍涎香高昂的價格以及日益增長的需求，并且特別是由于對鯨類的保護，已經開發了帶有龍涎香特征的龍涎香成分和分子的化學合成。在這些分子中，Ambrox(瑞士Firmenich?SA的注冊商標)是最受大多數人賞識的龍涎香的代用品。用于Ambrox合成的最廣泛使用的起始材料是二萜二醇香紫蘇醇。

通常，植物天然提取物的價格和可獲性取決于該植物的豐度、油的收率以及地理來源。此外，天然提取物的可獲性和品質極大地依賴于導致每年差異化的氣候和其他地區條件，使得在某些年份在高品質香料中使用這些成分非常困難，甚至于不可能。因此，提供極少受可獲性和品質的波動影響的香紫蘇醇來源是有利的。但是，考慮到其高度復雜的結構，制備香紫蘇醇的經濟的合成方法依舊是困難的。由此，能夠合成香紫蘇醇的生物化學路徑將引起極大的興趣。

在植物和其他生物體中進行的萜的生物合成早已廣泛研究，在此不贅述，但可參考Dewick，Nat.Prod.Rep.，2002，19，181-222，其回顧了萜的生物合成路徑的現有技術狀況。