[發(fā)明專利]一組環(huán)狀糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210303166.1
• 申請(qǐng)日: 2012-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN102827815A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈔亞鵬;錢世鈞;宋炳紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微生物研究所
• 主分類號(hào): C12N9/10
• 分類號(hào): C12N9/10;C12N15/54;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/21;C12P19/18;C12R1/19
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一組環(huán)狀糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶及其編碼基因和應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)狀糊精的英文為cyclodextrin，簡稱CD。環(huán)糊精是環(huán)糊精轉(zhuǎn)葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的產(chǎn)物，是六個(gè)以上葡萄糖以α—1,4—糖苷鍵連結(jié)的環(huán)狀寡聚糖，其中最常見、研究最多的是α-環(huán)糊精（α-CD）、β-環(huán)糊精（β-CD）、γ-環(huán)糊精（γ-CD），分別由六個(gè)、七個(gè)和八個(gè)葡萄糖分子構(gòu)成，是相對(duì)大和相對(duì)柔性的分子。

α-環(huán)狀糊精為淀粉深加工的一類高值化產(chǎn)品，由六個(gè)葡萄糖基通過α-1，4葡萄糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖。在結(jié)構(gòu)上，α-CD的立體結(jié)構(gòu)呈圓筒形（一端大，一端小），具有“外親水，內(nèi)疏水”的特殊性及無毒的優(yōu)良性能，可與多種客體化合物采用適當(dāng)方法進(jìn)行包結(jié)，從而改變被包結(jié)物質(zhì)的溶解度、揮發(fā)性及化學(xué)反應(yīng)性能等理化性質(zhì)，提供一些非常有用的功能。

α-CD是一種有潛力的食品添加劑，特別是可以作為目前已經(jīng)生產(chǎn)的β-環(huán)狀糊精（β-CD）的替代產(chǎn)品。β-CD已有大規(guī)模生產(chǎn)，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)它有臟器沉積的風(fēng)險(xiǎn)，以及包接效率低下的問題。

概括起來，α-CD在食品工業(yè)有如下應(yīng)用前景：（1）將水不溶性或溶解度低的化合物制成水溶解度高的包封化合物；（2）使包封的化合物具有良好的穩(wěn)定性（如保色、保香，耐熱、耐酸、耐水解、抗氧化、防揮發(fā)等）；（3）屏蔽作用（掩蓋食品中不愉快氣味和苦味）；（4）除去食品中不需要的成分（如咖啡因、膽固醇等）；（5）具有乳化、發(fā)泡作用，可作乳化劑和發(fā)泡劑；（6）使液體狀、油狀、揮發(fā)性物料固化。

目前，α-CD開發(fā)和應(yīng)用的最大障礙是缺乏具有高α-環(huán)糊精轉(zhuǎn)化活力的酶制劑，使得該產(chǎn)品的成本和價(jià)格高出β-CD的三倍，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

α-CD的生成，主要是以淀粉為原料，經(jīng)過環(huán)狀糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶（cyclodextrin?glucano-transferase簡稱CGTases）的糖基轉(zhuǎn)化作用而來。CGTases的專一性較低，在大多數(shù)情況下同時(shí)產(chǎn)生α-CD、β-CD和γ-CD三種產(chǎn)物。采用不同的CGTases產(chǎn)生的三種產(chǎn)物比例不同，現(xiàn)有的CGTases的主要轉(zhuǎn)化產(chǎn)物是β-CD，同時(shí)也產(chǎn)生一定量的α-和γ-CD。現(xiàn)有的研究方向主要是兩個(gè)方面：其一是從自然資源中尋求催化效果更好或?qū)Ｒ恍愿叩拿福黄涠菍?duì)現(xiàn)有的酶蛋白進(jìn)行定向改造從而獲得催化效果更好或?qū)Ｒ恍愿叩拿浮?!-- SIPO -->

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一組環(huán)狀糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶及其編碼基因和應(yīng)用。

本發(fā)明提供的環(huán)狀糊精葡糖基轉(zhuǎn)移酶，來自軟腐芽孢桿菌(Bacillus?macerans)，是將序列表的序列1所示蛋白質(zhì)進(jìn)行如下（a）和（b）兩個(gè)突變得到的蛋白質(zhì)：

（a）將序列表的序列1自N末端第536位氨基酸殘基由丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸；

（b）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基進(jìn)行突變。

所述（b）中所述突變?yōu)槿缦拢?）至（17）中的任意一種：

（1）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)槿齻€(gè)連續(xù)的組氨酸；

（2）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)閮蓚€(gè)連續(xù)的組氨酸；

（3）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)榻M氨酸；

（4）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基（酪氨酸）缺失；

（5）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)楦彼幔?/p>

（6）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)楦拾彼幔?/p>

（7）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)樘K氨酸；

（8）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)楣劝彼幔?/p>

（9）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)樘於０罚?/p>

（10）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)榻z氨酸；

（11）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)楸奖彼幔?/p>

（12）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)槔i氨酸；

（13）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)榘腚装彼幔?/p>

（14）將序列表的序列1自N末端第167位氨基酸殘基由酪氨酸突變?yōu)榫彼幔?/p>