[發明專利]一種高產含有L-Val結構單元的化合物的菌株△mfnH

有效

• 申請號: 201810326214.6
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN108486028B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李青連;鞠建華;秦湘靜;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12R1/465
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 劉明星

本發明公開了氨基轉移酶和異構酶在催化形成L?allo?Ile中的應用。所述的氨基轉移酶為氨基轉移酶DsaD或氨基轉移酶MfnO，所述的異構酶為異構酶DsaE或異構酶MfnH，所述的氨基轉移酶DsaD的氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示，所述的異構酶DsaE的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，所述的氨基轉移酶MfnO的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，所述的異構酶MfnH的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。本發明公開了由氨基轉移酶和異構酶組成的酶對在催化形成L?別異亮氨酸或L?異亮氨酸中的應用。從而在酶學水平上解釋L?allo?Ile的生物合成機制奠定了重要的基礎。L?allo?Ile生物合成酶學機制的解釋，將為利用綠色的酶學方法制備L?allo?Ile，以及對楓糖尿癥的診斷和治療具有重要的實用意義。

本申請是申請日：2015年10月10日，申請號：201510651516.7，發明名稱：氨基轉移酶和異構酶在催化形成L-allo-Ile中的應用的專利申請的分案申請。

技術領域：

本發明屬于基因工程和生物催化技術領域，具體涉及一類由磷酸吡哆醛(pyridoxal 5’-phosphate,PLP)依賴的氨基轉移酶(PLP-linked aminotransferase)和一種新型異構酶(isomerase)組成的酶對，在共同協作催化形成L-別異亮氨酸(L-allo-Ile)中的應用。

背景技術：

異亮氨酸具有兩個不對稱中心，因此存在著4種立體異構體：L-異亮氨酸(L-Ile)、D-異亮氨酸(D-Ile)、L-別異亮氨酸(L-allo-Ile)和D-別異亮氨酸(D-allo-Ile)，其對應關系如圖1所示。除L-Ile之外，D-Ile，L-allo-Ile和D-allo-Ile均屬于非蛋白質氨基酸，其在自然界中的存在已有相關報道。其中，L-allo-Ile由于其在自然界中的廣泛存在及重要科學意義，而引起了科學家們的特別關注。L-allo-Ile于1985年首次被報道發現，在隨后的研究中，發現其除了存在于植物中，還可以作為結構單元存在于大量的環肽抗生素，如來源于真菌的aureobasidin A，cordyheptapeptides和aspergillicin E，以及來源于放線菌的globomycin，cypemycin，desotamides和marformycins(結構如圖2)。有趣的是，L-allo-Ile還被發現存在于人體血漿中，在健康人群的血漿中，L-allo-Ile的濃度很低，處于幾乎可以被檢測的濃度水平；然而，在患有常染色體隱性遺傳病——楓糖尿癥(maple syrup urinedisease)的病人血漿中，L-allo-Ile卻因為病人的代謝缺陷而得到累積，濃度達到5μM以上，因此，L-allo-Ile在血漿中的濃度水平已經作為診斷楓糖尿癥的重要手段之一。

L-allo-Ile與蛋白質氨基酸L-Ile的結構非常相似，L-allo-Ile與L-Ile的差別在β位的碳原子上的甲基的構象不同。盡管L-allo-Ile在結構上與L-Ile非常相似，以及在自然界中廣泛存在，但目前為止，生命體是如何生物合成L-allo-Ile這種非蛋白質氨基酸，以及在此過程當中涉及的酶和酶促反應機制，還是一個未解之謎。

Desotamides和marformycins從分別從南海深海來源的鏈霉菌Streptomycesscopuliridis SCSIO ZJ46和Streptomyces drozdowiczii SCSIO 10141分離純化得到的兩類環肽類抗生素，研究表明，desotamides對革蘭氏陽性細菌具有較好的抑制活性，而marformycins對痤瘡丙酸桿菌(Propionibacterium acnes)具有較好的抑制作用，是較好的用于治療痤瘡藥物的先導化合物。更為重要的是，這兩類環肽化合物結構中，均含有非蛋白質氨基酸結構單元L-allo-Ile。目前，desotamides和margormycins的生物合成基因簇己經被克隆，以上研究結果為我們在酶學水平上解釋L-allo-Ile的生物合成機制奠定了重要的基礎。L-allo-Ile生物合成酶學機制的解釋，將為利用綠色的酶學方法制備L-allo-Ile，以及對楓糖尿癥的診斷和治療具有重要的實用意義。