[發明專利]一種促進靛藍生物合成轉化產量的方法

有效

• 申請號: 201610705447.8
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107760736B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 張毅;彭帥英;褚仲梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海營養與健康研究所
• 主分類號: C12P17/16
• 分類號: C12P17/16;C12N15/70;C12N1/21
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

本發明涉及一種促進靛藍生物合成轉化產量的方法。本發明首次揭示將Prefoldin蛋白與細胞色素P450酶在細胞內共表達，Prefoldin蛋白能夠極為顯著地促進以吲哚為底物、以細胞色素P450催化的靛藍的生物合成,為靛藍的生物合成提供了更高效的方法。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，更具體地，本發明涉及一種促進靛藍生物合成轉化產量的方法。

背景技術

靛藍類色素是最古老的色素之一，靛藍作為織物染料的應用可追溯至公元前2500年。目前靛藍主要應用于藍色牛仔褲、工裝褲等的染色且仍然是最重要的工業化合物之一。靛藍類色素還廣泛應用于食品與日用化妝品等行業，主要作為著色劑使用。越來越多的證據表明靛藍及其衍生物廣泛應用于醫藥行業，治療一些人類疾病例如炎癥、細菌感染、癲癇、抗腫瘤治療以及慢性骨髓白血病等疾病。

傳統的靛藍合成主要是從一些植物例如槐藍、菘藍、蓼藍、馬藍以及木藍等植物中提取得到，該方法得到的靛藍產量極低。靛藍的化學合成于1897年興起并逐步取代了傳統的靛藍提取法。但是，靛藍的化學合成中所使用的原料以及催化劑會嚴重地威脅人體健康，而且產生的廢液會對環境造成嚴重的污染。因此，研究者們致力于開發一種環保且對人體健康無害的靛藍合成方法。利用酶催化法將底物催化合成靛藍是一種“綠色”的合成方法。

細胞色素P450酶是一種廣泛作用于內源性與外源性物質的蛋白質超家族并幾乎在所有生物中都存在。它主要催化長鏈飽和脂肪酸末端羥基化以及中長鏈不飽和脂肪酸的環氧化。研究者們發現通過定向進化技術對P450酶進行改造可以使其以吲哚為底物合成靛藍及衍生物(Glieder A等，Laboratory evolution of a soluble,self-sufficient,highly active alkane hydroxylase.Nat Biotechnol.2002,20(11):1135–1139)。例如通過對來源于人類的幾種P450酶CYP2A6，CYP2C以及對CYP2C進行定向進化可以使其催化吲哚進行羥基化合成靛藍(Zhang Z G等，dentification of amino acid residues involvedin 4-chloroindole 3-hydroxylation by cytochrome P450 2A6using screening ofrandom libraries.Journal of Biotechnology.2009,139(1):12-18；Huang W等，Ashuffled CYP2C library with a high degree of structural intergrity andfunctional versatility.Archives of Biochemistry and Biophysics.2007,467(2):193-205；Gillam E M等，Oxidation of indole by cytochromeP450enzymes.Biochemistry.2000,39:13817-13824)。但是，由于人P450酶的低表達水平、低穩定性、對吲哚的低活性而且需要氧化還原伴侶的協助等因素，限制了人P450酶在工業上的應用(Meijer L等，Indirubin,the red shade of indigo,Life in ProgressEditions,Illinois 2006)。