[發明專利]一種生產谷胱甘肽的方法

有效

• 申請號: 201310538982.5
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN104611396B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 楊晟;陶榮盛;朱傅赟;沈正權;沈青;孫梁棟;陳成
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海生命科學研究院;中國科學院上海生命科學研究院湖州工業生物技術中心
• 主分類號: C12P21/02
• 分類號: C12P21/02;C12N15/70;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

本發明涉及一種改進的生產谷胱甘肽的方法。本發明人通過篩選重組表達宿主以及選擇合適的酶進行過表達，獲得了可高效轉化L?半胱氨酸、L?谷氨酸和甘氨酸為谷胱甘肽的重組菌株，應用所述菌株可有效地提高了GSH的產量。本發明的方法可提高谷胱甘肽產量50%以上。

技術領域

本發明屬于生物技術領域；更具體地，本發明涉及一種改進的生產谷胱甘肽的方法。

背景技術

谷胱甘肽(Glutathione，GSH)是一種重要的調節生理功能的藥物，在臨床上的應用越來越廣，已成為醫學重要的具有調節人體免疫功能和輔助抗癌的藥物之一。GSH的抗氧化性又使它在食品工業中的應用備受人們關注，在食品貯藏保鮮和改善產品風味、提高產品營養價值方面的作用越來越被看好。谷胱甘肽是由L-谷氨酸、L-半胱氨酸、甘氨酸縮合而成的一種含γ2谷氨酰基和巰基的生物活性三肽類化合物，在蛋白質和DNA的合成、氨基酸的轉運、細胞的保護等重要的生物學現象中起著直接或間接作用。它主要分布于動物、植物、微生物細胞中，被廣泛應用于臨床醫學、運動保健、食品加工等很多領域。因此，GSH已成為各國科學家研究和探索的熱點。目前國內外生產谷胱甘肽的方法主要有萃取法、化學合成法、發酵法、酶法。由于發酵法生產GSH具有菌種易于培養、原料來源方便廉價、反應步驟簡單、成本低、轉化效率高、生產速率快等優點，已成為當前生產谷胱甘肽的主要方法。

目前現有技術中已經存在一系列生產GSH的菌株，通常能在很廣的培養條件下生長并積累GSH，但產量普遍很低。目前還有很多理論和技術上亟待攻克的課題，如高產菌株的選育及培養條件的優化等。因此，本領域亟需進一步研究生物合成或生物結合化學法生產谷胱甘肽的新方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改進的生產谷胱甘肽的方法。

在本發明的第一方面，提供一種生產谷胱甘肽的方法，所述方法包括：

(1)在大腸桿菌細胞中過表達(外源的)谷胱甘肽雙功能酶(STH)以及乙酸激酶(ack)，獲得重組表達細胞；和

(2)破碎(1)的細胞，將細胞破碎產物與L-半胱氨酸、甘氨酸、L-谷氨酸或其鹽(如鈉鹽)、無機鹽和ATP混合反應，生產谷胱甘肽。

在一個優選例中，步驟(1)中，還在大腸桿菌細胞中過表達(外源的)谷胱甘肽合成酶。

在另一優選例中，步驟(1)中，所述的谷胱甘肽雙功能酶編碼基因和乙酸激酶編碼基因和/或谷胱甘肽合成酶編碼基因gshB表達于同一大腸桿菌細胞培養系統中；或表達于不同的大腸桿菌培養系統中。

在另一優選例中，步驟(1)包括：

(a)提供一種重組大腸桿菌細胞，所述重組大腸桿菌細胞中包含以下基因的重組表達盒：谷胱甘肽雙功能酶編碼基因和乙酸激酶編碼基因，以及選擇性含有谷胱甘肽合成酶編碼基因gshB；或

提供重組大腸桿菌細胞，包括：一種包含谷胱甘肽雙功能酶編碼基因的重組表達盒的大腸桿菌細胞和一種包含乙酸激酶編碼基因的重組表達盒的大腸桿菌細胞和/或一種包含谷胱甘肽合成酶編碼基因gshB的重組表達盒的大腸桿菌細胞；和

(b)培養(a)的重組大腸桿菌細胞，從而過表達谷胱甘肽雙功能酶以及乙酸激酶。

在另一優選例中，所述的大腸桿菌是Rosetta(DE3)。

在另一優選例中，所述的谷胱甘肽雙功能酶是來源于嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)的谷胱甘肽雙功能酶(較佳地，其基因序列如NCBI登錄號：GU138096.1，或其按照大腸桿菌密碼子偏愛性進行密碼子優化后的序列)；