[發明專利]一種利用NAD(P)-依賴型醇脫氫酶催化生產D-阿洛酮糖的方法

有效

• 申請號: 202011589002.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112522343B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 林建強;溫鑫;宋欣;任一林;林建群
• 申請（專利權）人: 青島龍鼎生物技術有限公司
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02;C12N9/04;C12N15/70;C12R1/19
• 代理公司: 青島合創知識產權代理事務所(普通合伙) 37264
• 代理人: 王曉曉

本發明公開了一種利用NAD(P)?依賴型醇脫氫酶催化生產D?阿洛酮糖的方法，包括以下步驟：對NAD(P)?依賴型醇脫氫酶基因adh進行優化合成，構建重組質粒pET22b?adh，構建重組菌株，重組菌株在低溫下誘導培養，得到粗酶液，分離純化粗酶液并經超濾濃縮后得到純酶液，利用粗酶液或純酶液構建反應體系催化阿洛醇溶液生產D?阿洛酮糖。本發明方法簡單、條件溫和、轉化效率高，且是本發明首次證實NAD(P)?依賴型醇脫氫酶能夠用于催化阿洛醇生產D?阿洛酮糖，因此本發明方法有利于D?阿洛酮糖的工業化生產。

技術領域

本發明屬于稀有糖生物轉化技術領域，具體涉及一種利用NAD(P)-依賴型醇脫氫酶催化生產D-阿洛酮糖的方法。

背景技術

國際稀有糖協會（International Society of Rare Sugars，ISRS）定義稀有糖為自然界中存在但含量極少的一類單糖及其衍生物。稀有糖具有低熱量、低吸收等特點，并且具有多種多樣的生理功能，在膳食、保健、醫藥等領域發揮重要作用。

D-阿洛酮糖是D-果糖的C-3位差向異構體，是一種超低熱量稀有糖，其甜度是蔗糖的70%，且幾乎不被消化道吸收，因此D-阿洛酮糖可能會成為一種有利于減肥的理想的蔗糖替代甜味劑。另外，D-阿洛酮糖還具有降低血糖、抗氧化、神經保護以及治療心血管疾病等作用。D-阿洛酮糖也被美國食品和藥物管理局(FDA)批準為“一般認為是安全的”(GRAS），編號為GRN No. 400，允許用作食品和膳食補充劑的成分。

當前，D-阿洛酮糖的生產主要是通過生物轉化的方式。據報道，D-阿洛酮糖 3-差向異構酶（d-psicose 3-epimerase，DPE）、D-塔格糖 3-差向異構酶（d-tagatose 3-epimerase，DTE）或L-核酮糖 3-差向異構酶（l-ribulose 3-epimerases, LRE）皆可催化D-果糖為D-阿洛酮糖。其中，D-阿洛酮糖 3-差向異構酶對D-阿洛酮糖具有較高的底物特異性，具有重要研究價值。但是，利用差向異構酶催化D-果糖生產D-阿洛酮糖會受到熱力學平衡的制約，導致D-阿洛酮糖的轉化率低，生產能力弱。另外，菌株Bacillus pallidus Y25和Enterobacter aerogenes IK7的靜息細胞反應可以實現由阿洛醇直接生產D-阿洛酮糖，但微生物轉化法制備D-阿洛酮糖，雖不涉及熱力學平衡問題，且工藝步驟簡單，但微生物存在生產周期長、反應條件各異，產物提取工藝復雜等問題，也會導致總成本偏高，不適合工業化生產。

酶催化轉化法具有催化反應條件溫和、轉化率高、產物易分離等優點，但目前并未見有關于任何酶催化阿洛醇產生D-阿洛酮糖的專利和報道。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種利用NAD(P)-依賴型醇脫氫酶催化生產D-阿洛酮糖的方法，該方法通過酶催化將阿洛醇轉化為D-阿洛酮糖，其操作簡單，成本低，可以實現D-阿洛酮糖的規模化生產。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

本發明提供了一種利用NAD(P)-依賴型醇脫氫酶催化生產D-阿洛酮糖的方法，包括以下步驟：