[發(fā)明專利]一種酯酶及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-05-20
• 公開（公告）號: CN107119030B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛相朝;董浩;孫建安;劉振;薛長湖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: C12N9/18
• 分類號: C12N9/18;C12N15/55;C12P23/00;C12N15/70;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明的目的是提供一種新型酯酶，該酯酶的氨基酸序列為SEQ ID NO:1。本發(fā)明的酯酶可催化蝦青素酯的水解生成游離蝦青素，在催化水解48h后，使大部分的蝦青素酯得以水解，水解度可達(dá)99％以上，體現(xiàn)了該酯酶在天然游離蝦青素制備上的潛能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能酶篩選技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酯酶及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

脂類水解酶(Lipolytic enzymes，EC 3.1.1.x)是α/β水解酶家族的一員，可催化酯鍵的水解和合成，并廣泛存在于動物、植物和微生物中。根據(jù)脂類水解酶催化底物脂肪酸鏈長短的不同，可將其分為酯酶(Esterase，EC 3.1.1.1)和脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3)。脂類水解酶在水相中可催化水解反應(yīng)的進(jìn)行，在有機體系中可催化轉(zhuǎn)酯、酯合、酯交換和氨解等多種反應(yīng)的進(jìn)行。脂類水解酶作用高效，反應(yīng)條件溫和，并且反應(yīng)過程中不需要輔酶的添加，不僅如此，脂類水解酶還具有高的化學(xué)、區(qū)域和立體選擇性，它已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要催化劑，如食品加工、洗滌劑、醫(yī)藥、精細(xì)化工等行業(yè)。

工業(yè)化對脂類水解酶需求的日益增長，也促進(jìn)了篩選方法的不斷完善和發(fā)展。其中宏基因組文庫構(gòu)建法是通過抽提特定環(huán)境中所有微生物基因組DNA，并進(jìn)行基因分析和克隆的一種手段。據(jù)報道，在自然界中，約99％的微生物處于不可培養(yǎng)狀態(tài)，因此構(gòu)建宏基因組文庫可以使自然界中的微生物資源得以充分的利用，宏基因組文庫成為獲得優(yōu)良性狀酶催化劑的一種高效手段。

蝦青素(Astaxanthin)，也被稱為蝦黃質(zhì)、蝦黃素和龍蝦殼色素，類胡蘿卜素的一種，分子式為C₄₀H₅₂O₄，是一種萜類不飽和化合物。蝦青素分布十分廣泛，特別是蝦蟹等水生動物中，是這類生物的主要色素，如龍蝦等海產(chǎn)品紅潤的肉色，即蝦青素在體內(nèi)的積累而成。蝦青素不穩(wěn)定，易被氧化，氧化后的產(chǎn)物為蝦紅素(as-tacene)。大量研究表明，蝦青素具有良好的生理功能，如抗氧化、抗衰老、增強免疫力、抗腫瘤等，分子結(jié)構(gòu)的獨特性，使得蝦青素成為自然界最強的抗氧化劑。蝦青素因其良好的生物學(xué)功能，已被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥、水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)。目前，蝦青素的制備主要有化學(xué)合成法和生物獲取法兩種，其中化學(xué)合成的蝦青素已被美國食品與藥物管理局(FDA)明確禁止進(jìn)入保健市場，這是因為化學(xué)合成的蝦青素在結(jié)構(gòu)、生理功能和應(yīng)用等方面與天然蝦青素存在明顯的差異，而且化學(xué)合成過程中不可避免的引入雜質(zhì)，影響了蝦青素使用的安全性。生物中獲取蝦青素的方法包括：①從水產(chǎn)品加工的下腳料，如蝦殼、蟹殼中提取；②培養(yǎng)紅發(fā)夫酵母生產(chǎn)蝦青素；③培養(yǎng)微藻(雨生紅球藻)生產(chǎn)蝦青素。其中，蝦殼蟹殼和雨生紅球藻內(nèi)的蝦青素主要以復(fù)雜的蝦青素酯的形式存在，而不同的蝦青素酯的功能又存在差異，這就限制了這兩種來源的蝦青素的進(jìn)一步高值化利用。通過將蝦青素酯進(jìn)行水解，制備出的游離蝦青素具有廣泛的應(yīng)用。一方面，游離蝦青素可通過連接特定脂肪酸，制備具有特定功能的蝦青素酯，另一面，游離蝦青素可以用于與蝦青素酯的功能比較研究。不僅如此，制備出高純度的游離蝦青素，還可以用作標(biāo)準(zhǔn)品。

目前水解蝦青素酯制備游離蝦青素的方法，主要采用皂化法，但皂化過程使用了大量的堿和有機溶劑，破壞了環(huán)境，造成了浪費，不僅如此，堿的使用，還會使蝦青素遭到破壞，產(chǎn)生蝦紅素等副產(chǎn)物。另一種是采用酯酶或脂肪酶水解法，這為蝦青素酯的水解提供了一條新的思路。但目前存在的脂類水解酶水解法仍存在處理量小和轉(zhuǎn)化率低等問題，因此尋找新型脂類水解酶將其應(yīng)用于游離蝦青素的制備中，顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型酯酶，以及利用該酯酶的水解活性高效催化水解蝦青素酯來制備游離蝦青素的方法，從而彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明首先提供一種酯酶，該酯酶包含有：

1)氨基酸序列為SEQ ID NO:1的酶；

2)在1)中取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸，由1)所衍生的，具有1)中酯酶功能的酶；