[發明專利]用于合成谷胱甘肽的重組菌及谷胱甘肽的合成方法

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• 申請號: 201810857458.7
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109055291A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 許激揚;趙玉成;王鄭隆;徐繼嗣
• 申請（專利權）人: 張家港市華天藥業有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/70;C12P21/02;C12R1/19
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青;周敏

本發明涉及一種用于合成谷胱甘肽的重組菌，所述的重組菌包括第一重組質粒和第二重組質粒，所述的第一重組質粒包括GS片段和pET?22b載體片段，所述的第二重組質粒包括fliY片段和pET?28a載體片段。本發明的重組菌可以明顯地提高谷胱甘肽生產量，從而提高了原料利用率，降低了生產成本和能耗，為進一步研究谷胱甘肽產量建立一種方法，為其產業化生產奠定一種基礎。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，具體涉及一種用于合成谷胱甘肽的重組菌及谷胱甘肽的合成方法。

背景技術

谷胱甘肽(γ-L-glutamyl-cysteinyl-glycine，GSH)是一類廣泛存在于動植物和微生物體內的一類重要的非蛋白巰基化合物，具有還原型和氧化性兩種狀態。GSH由谷氨酸、半胱氨酸、和甘氨酸三種氨基酸通過肽鍵形成。GSH相對分子量為307.33，晶體呈現無色透明狀，等電點為5.93，易溶于水、液氨、低濃度乙醇，但不溶于醇、醚等有機溶劑中。

GSH分子具有γ-谷氨酰基和活性巰基兩種基團，是GSH發揮多種重要的生理功能的基礎。GSH主要以還原型狀態存在于細胞當中，發揮著與多種化學物質及其代謝產物結合，清除體內氧自由基以保護細胞免受活性氧復合物損傷的功能。GSH還能保護肝細胞膜、抗氧化，解毒、維持動物體內抗壞血酸平衡的功能。除了在生理上發揮著重要的功能，GSH也被廣泛應用于食品領域，其可以提高食品的保質期，抑制肉食類和魚類的核酸分解，促進鐵、無機形式硒和鈣等的吸收。此外，由于GSH能延緩衰老，保護皮膚等功能，所以其化妝品領域也發揮著及其重要的作用。

GSH有多種來源，但主要有下面幾種方法：化學合成法、固定酶酶法生產、從谷物中分離GSH和微生物發酵法等。化學合成法由于活性產物不易分離，需要化學拆分等技術，以此該方法逐漸被別的方法所取代，從谷物中分離GSH的經濟效益并不高，只是為得到GSH提供了多一種來源，酶法生產的特點是在體外利用固定化酶將三種基礎氨基酸合成所需的GSH，但是由于該技術難度高，酶的活性易收到外界環境的影響，因此也逐漸被取代。與前面幾種方法不同的是，生物發酵法可以有多種宿主菌生產GSH，包括大腸桿菌、酵母等。由于近年來隨著生物技術的發展，多種生物體內合成GSH的酶被發現，因此可以給予GSH合成提供多種途徑，故此由微生物發酵法逐漸成為了合成GSH的主要方法。

微生物發酵法的特點是，將外源的GSH合成酶通過質粒導入到大腸桿菌或者酵母細胞中，使GSH合成酶過表達，大量合成的酶能夠促進三種氨基酸向GSH的轉化，但是由于細胞體內的氨基酸數量有限，因此需要在合成GSH的過程中加入額外的氨基酸以提高產量。另一方面，由于大量的外源氨基酸會抑制細胞對氨基酸的吸收，因此需要通過進一步對細胞進行改造，通過加入一些促進細胞對外源氨基酸吸收的基因以提高胞內的氨基酸含量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠高效合成谷胱甘肽的重組菌及谷胱甘肽的合成方法。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

本發明的一個目的是提供一種用于合成谷胱甘肽的重組菌，所述的重組菌包括第一重組質粒和第二重組質粒，所述的第一重組質粒包括GS片段和pET-22b載體片段，所述的第二重組質粒包括fliY片段和pET-28a載體片段。

本發明中的GS基因為谷胱甘肽雙功能合成酶基因；本發明中的fliY基因為L-胱氨酸細胞周質底物結合蛋白基因。

優選地，所述的GS片段位于所述的pET-22b載體片段的T7啟動子之下；所述的fliY片段位于所述的pET-28a載體片段的T7啟動子之下。

優選地，所述的GS片段的DNA序列與SEQ ID NO.1所示序列至少具有80％的同源性；進一步優選為具有85％以上的同源性，更優選為具有90％以上的同源性，再優選為具有95％以上的同源性，最優選為SEQ ID NO.1所示序列。