[發明專利]一種糖基轉移酶UGTZJ1突變體及其應用

有效

• 申請號: 202010210447.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111518782B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 韓詩蕾;王三永;李春榮;曾偉山;葉鵬菁;呂琪;嚴明;魏淼;陳圣;章志林;陳晶晶
• 申請（專利權）人: 廣東廣業清怡食品科技股份有限公司;南京朗奈生物技術有限公司;翁源廣業清怡食品科技有限公司
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/56;C12R1/19
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;劉艷麗

本發明公開了一種糖基轉移酶UGTZJ1突變體，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2?4任一所示，以及編碼所述突變體的基因和該突變體的制備方法。還公開了含有編碼所述突變體編碼基因的載體、細胞和基因工程菌。以及上述糖基轉移酶UGTZJ1突變體、編碼所述突變體的基因，包括上述突變體編碼基因的載體、細胞系、尤其是含有上述糖基轉移酶UGTZJ1突變體的基因工程菌等在催化萊鮑迪苷A生成萊鮑迪苷D方面的用途。含有上述突變體的基因工程菌在催化萊鮑迪苷A生成萊鮑迪苷D中的產量比野生型提高了約4倍，在最適反應條件下，萊鮑迪苷D的產量可達47.56g/L。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種糖基轉移酶UGTZJ1突變體及其應用。

背景技術

隨著人們對健康的關注意識日益提高，消費者對蔗糖的攝入量逐漸減少，食品工業致力于發展低熱值高甜度的天然甜味劑。甜菊糖是從甜葉菊葉片中提取分離得到的一類甜菊糖苷類化合物，因其甜度高、熱量低、無毒性、耐高溫、耐酸堿和水溶性好等優點，受到了科學界、產業界等多個領域的廣泛重視，已被公認為新一代甜味劑。甜葉菊的葉子含有多種天然的甜味糖苷如甜菊苷、萊鮑迪苷A-F、杜爾可苷A和甜茶苷。目前，甜菊糖苷類化合物中的含量相對豐富的甜菊苷(Stevioside，ST)、萊鮑迪苷A(RA)等已廣泛應用于飲料、食品、調味劑、酒類、乳制品等食品加工領域。雖然ST和RA具有高甜度，但是口感上還存在除甜味之外的苦后味。相比之下，萊鮑迪苷D(Rebaudioside D，RD)具有更好的口感特性，是甜菊糖苷類甜味劑開發的新方向。萊鮑迪苷D與萊鮑迪苷A結構相似，只相差一個葡萄糖基，甜菊糖苷相關的結構物質的毒性研究也證實萊鮑迪苷D食用安全，可用于食品藥品等領域。美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration，FDA)于2017年認證RD為“一般安全”物質(Generally Recognized as Safe，GRAS)應用于食品行業。因此，萊鮑迪苷D是比萊鮑迪苷A具有更好味質的潛在天然甜味劑。

然而，甜葉菊中RD這樣高品質的珍稀組分含量極低，僅約占干葉重0.5％。為解決這一問題，歐美等國都在研發甜菊糖苷類化合物的微生物異源合成方法，期望能夠定向、高效地合成高品質的甜菊糖苷組分。RD可由RA在尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphateglucose，UDPG)的存在下經一步糖基轉移反應獲得。植物來源的糖基轉移酶能催化萊鮑迪苷A糖基化生成萊鮑迪苷D，如UGTSL2(US2014/0357588A1,Biomolecules 2014,4:374-389)、UGT91D2(US2014/0357588A1)和EUGT11(WO/2013/022989A2)等。但是工程菌催化RD產量低下，需要向催化體系外源添加活化糖配體UDPG，而UDPG成本高昂，以外源添加形式進行生產不可行。為了降低成本，通常會采用再生UDP-葡萄糖再生體系，如在體系在加入UDP和蔗糖，在蔗糖合酶的作用下生成UDP-葡萄糖和果糖(Biotechnol.Adv.2016,34(2):88-111.)。反應體系中使用重組細胞，需要添加甲苯或其它細胞通透劑；或使用重組細胞凍干粉，而凍干粉的制備耗能、成本高。專利CN201410019981.4中雖然對此工藝進行了優化、還需要調配糖基轉移酶和蔗糖合酶的添加比例，重組菌用量大，產酶成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種糖基轉移酶(glycosyltransferases)UGTZJ1突變體，以及編碼所述突變體的基因和該突變體的制備方法。

本發明的目的還在于提供含有編碼所述突變體編碼基因的載體、細胞和基因工程菌。

本發明的最后一個目的在于提供含有所述糖基轉移酶UGTZJ1突變體的基因工程菌在催化萊鮑迪苷A生成萊鮑迪苷D方面的用途。

本發明的上述第一個目的可以通過以下技術方案來實現：一種糖基轉移酶UGTZJ1突變體，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2-4任一所示。

本發明還提供了編碼所述糖基轉移酶UGTZJ1突變體的基因。