[發(fā)明專利]一種硫酸軟骨素裂解酶及其編碼基因與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011114027.5
• 申請日: 2020-10-18
• 公開（公告）號: CN112251426B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李福川;張慶冬;路丹榮;魏琳
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N1/20;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/26;C12R1/01;C12R1/19
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 劉文容

本發(fā)明涉及一種硫酸軟骨素裂解酶及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明中的硫酸軟骨素裂解酶enCSase，分離自發(fā)光桿菌(Photobacterium sp.)QA16，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，編碼基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發(fā)明中的硫酸軟骨素裂解酶enCSase是一種新型CSase ABC酶，對硫酸軟骨素、硫酸皮膚素和透明質(zhì)酸均有較高的酶活性，降解硫酸軟骨素、硫酸皮膚素和透明質(zhì)酸時為內(nèi)切酶模式；可應(yīng)用于硫酸軟骨素寡糖、硫酸皮膚素寡糖和透明質(zhì)酸寡糖的制備，在醫(yī)藥及食品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于酶工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種硫酸軟骨素裂解酶及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

硫酸軟骨素(CS)/硫酸皮膚素(DS)是由β-D-葡萄糖醛酸(GlcUA)或α-L-艾杜糖酸(IdoUA)和N-乙酰基-D-半乳糖胺(GalNAc)組成的二糖單元重復(fù)連接而成的線性陰離子多糖。在動物組織中，通常作為蛋白聚糖的側(cè)鏈在細(xì)胞表面以及細(xì)胞外基質(zhì)中廣泛分布。作為重要的一類糖胺聚糖，CS/DS涉及各種生理和病理過程，例如細(xì)胞粘附，細(xì)胞分化，細(xì)胞遷移，細(xì)胞增殖，傷口修復(fù)，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，信號傳導(dǎo)和免疫反應(yīng)。在生物合成過程中，組成CS/DS糖鏈的基本二糖單元GlcUAβ1-3GalNAc(O unit)經(jīng)常會發(fā)生各種生物合成修飾，從而導(dǎo)致CS/DS糖鏈具有很大的結(jié)構(gòu)異質(zhì)性，同時賦予其豐富的生物學(xué)功能。在特定的磺基轉(zhuǎn)移酶的作用下，GlcUA/IdoUA殘基的C2位置和GalNAc殘基的C4和/或C6位置被硫酸化以形成各種特征性二糖單元，例如GlcUAβ1-3GalNAc(4-O-sulfate)(A unit)，GlcUAβ1-3GalNAc(6-O-sulfate)(C unit)，GlcUA(2-O-sulfate)β1-3GalNAc(6-O-sulfate)(D unit)，GlcUAβ1-3GalNAc(4,6-O-disulfate))(E unit)和GlcUA(2-O-sulfate)β1-3GalNAc(4,6-O-disulfate)(T unit)，這是CS鏈多樣性的根本原因。而且，在DS鏈中，基本的重復(fù)二糖單元是IdoUAβ1-3GalNAc，是CS鏈中的GlcUA殘基通過C5差向異構(gòu)酶的作用向IdoUA殘基的差向異構(gòu)化而形成，通常導(dǎo)致CS和DS以雜合體的形式存在。但是，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性極大地限制了CS/DS的結(jié)構(gòu)和功能研究。

細(xì)菌來源的CS/DS裂解酶通過β-消除反應(yīng)降解CS/DS，斷開己糖胺和糖醛酸殘基之間的1→4糖苷鍵，從而在非還原端形成4,5-不飽和雙鍵，是研究CS/DS的結(jié)構(gòu)和功能過程中必不可少的工具。通常，CS/DS裂解酶根據(jù)其底物特異性分為四類：CSase ABC，它降解CS和DS以及透明質(zhì)酸(HA)；CSase AC，選擇性催化CS和HA；CSase B，僅特異性切割DS；CSase C，傾向于降解CS/DS鏈中富含C單元的結(jié)構(gòu)域。在這些CS/DS裂解酶中，CSase ABC由于其底物范圍廣，因此在CS/DS的結(jié)構(gòu)和功能分析和生物活性寡糖制備以及某些疾病的治療過程中具有重要應(yīng)用，例如脊髓損傷，周圍神經(jīng)損傷，中風(fēng)，冠狀動脈再灌注，腰椎間盤突出癥，帕金森氏病和某些類型的癌癥。但是，迄今為止僅極少數(shù)的CSase ABC被人鑒定及報道。其中，最為廣泛使用的商品化CSase ABC是尋常變形桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物，它是兩種酶的混合物：CSase ABC-I和CSase ABC-II。然而，很難通過純化和重組表達(dá)來制備其高純度和活性形式。因此，對于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用都迫切需要鑒定具有更好的酶學(xué)特性的新型CSase ABC。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種硫酸軟骨素裂解酶enCSase及其編碼基因與應(yīng)用，該酶具有高效的降解硫酸軟骨素的酶活性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種硫酸軟骨素裂解酶enCSase，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。