[發明專利]來源于產酸克雷伯氏菌的核糖醇脫氫酶（RDH）及其編碼基因與應用

無效

• 申請號: 201310354387.6
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103397006A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 朱玥明;孫媛霞;李泓漪;韓文佳;馬延和
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C12N9/04
• 分類號: C12N9/04;C12N15/53;C12N15/70;C12N1/21;C12P7/18;C12R1/22
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本發明涉及酶及其編碼基因與應用，特別是涉及一個來源于產酸克雷伯氏菌（Klebsiella?oxytoca）的核糖醇脫氫酶（RDH）及其在生產蒜糖醇中的應用。

背景技術

稀少糖（Rare?Sugar）是自然界中存在但含量極少的一類單糖及其衍生物（2002年國際稀少糖學會ISRS定義），其味道類似于蔗糖，但具有熱量低、穩定性高、甜味協調、無吸濕性、無致齲齒性、耐受性高等優點，對改善特殊人群的飲食起到重要作用。另外，大量研究結果還表明稀少糖在抗癌、清除自由基、神經保護等諸多方面發揮著重要的生理活性作用，還可和蛋白及多肽等活性物質發生美拉德反應從而優化其功能活性（Zeng?Y,Zhang?X,Guan?Y,Sun?Y.Characteristics?and?antioxidant?activity?of?Maillard?reaction?products?from?psicose-lysine?and?fructose-lysine?model?systems.J?Food?Sci.2011,76(3):C398-403；Sun?Y,Hayakawa?S,Ogawa?M,Fukada?K,Izumori?K.Influence?of?a?rare?sugar,d-Psicose,on?the?physicochemical?and?functional?properties?of?an?aerated?food?system?containing?egg?albumen.J?Agric?Food?Chem.2008,56(12):4789-4796.）。功能性稀少糖具有獨特的生物學活性，市場開發潛力較大。

蒜糖醇（allitol）是一種六碳稀少糖醇，具有一定的降血糖功能，而且降糖過程緩慢平穩，即使大量服用也不會發生低血糖危險，服用安全，可用于制備治療糖尿病藥物；另外，蒜糖醇具有對稱性，可以作為D-型和L-型六碳稀少糖相互轉化的連接中心。因此，蒜糖醇不僅可用于甜味劑、保健品、降糖藥物，還可以用來生產其它稀少己糖。

目前，蒜糖醇的生產方式主要是提取法和化學轉化法，生產效率低，成本高。日本的研究學者何森健（Izumori?Ken）教授建立的Izumoring策略為稀少糖的生物轉化提供了一條新的途徑（Izumori?K.Izumoring:a?strategy?for?bioproduction?of?all?hexoses.J?Biotechnol.2006,124(4):717-722）。研究發現，某些微生物可以實現D-阿洛酮糖和蒜糖醇之間的相互轉化，如集聚腸桿菌Enterobacter?agglomerans221e（Muniruzzaman?S,Tokunaga?H,Izumori?K.Conversion?of?D-psicose?to?allitol?by?Enterobacter?agglomerans?strain221e.J?Ferment?BioengVolume.1995,79(4):323-327），該文獻報道了以D-阿洛酮糖為底物轉化生產蒜糖醇，但該菌底物特異性較差，如以D-果糖和D-阿洛酮糖混合物進行轉化可能生成其他副產物；又如產氣腸桿菌Enterobacter?aerogenes?IK7（Gullapalli?P,Takata?G,Poonperm?W,Rao?D,Morimoto?K,Akimitsu?K,Tajima?S,Izumori?K.Bioproduction?of?D-psicose?from?allitol?with?Enterobacter?aerogenes?IK7:a?new?frontier?in?rare?ketose?production.Biosci?Biotechnol?Biochem.2007,71(12):3048-3054），該文獻只報道了以蒜糖醇為底物轉化生產D-阿洛酮糖，國內尚未有相關報道。國外的主要專利文獻有：[1]Ikumori?Takeshi,Tsuzaki?keiji.Ribitol?dehydrogenase?and?its?production?and?use.Japan,JP19940218155,1994-08-20.該專利文獻公開了利用產氣腸桿菌Enterobacter?aerogenes?IK7生產1-脫氧-L-阿洛酮糖和1-脫氧-L-果糖等脫氧稀少糖的方法，但是沒有涉及生產蒜糖醇的方法。[2]Izumori?Ken,Morimoto?Kenji,Takata?Goro,Tokuda?Masaaki,Tsujisaka?Yoshio,Takeshita?Kei,Tsusaki?Keiji,Okuma?Kazuhiro.Microorganism?with?ability?to?produce?deoxy?polyol?dehydrogenase?and?use?thereof.Japan,JP20060313672,2006-11-20.該專利文獻公開了利用集聚腸桿菌Enterobacter?agglomerans221e的氧化和還原作用分別生產多種稀少糖和糖醇的方法，但該菌底物特異性較差，如以D-果糖和D-阿洛酮糖混合物進行轉化可能生成其它副產物。