[發(fā)明專利]一種L-肌肽合成酶的制備工藝

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112592942A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 張禮;秦振華
• 申請（專利權）人: 南通紫瑯生物醫(yī)藥科技有限公司
• 主分類號: C12P17/10
• 分類號: C12P17/10
• 代理公司: 北京權智天下知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 李海燕

本發(fā)明公開了一種L?肌肽合成酶的制備工藝，以β?丙氨酸、L?組氨酸鹽酸鹽為原料，MnCl₂為催化劑，加入L?肌肽水解酶，在pH 8.0?8.5，35?40℃溫度條件下通過酶促反應催化合成L?肌肽。本發(fā)明針對肌肽水解酶催化的酶法逆水解合成L?肌肽中現(xiàn)有技術上的不足，對轉(zhuǎn)化工藝條件進行了優(yōu)化，提高了肽水解酶合成L?肌肽的效率和產(chǎn)物濃度，該制備工藝具有原料價格低廉、酶轉(zhuǎn)化時間短、操作簡便，產(chǎn)物濃度高，轉(zhuǎn)化效率高以及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及生物工程技術領域，具體為一種L-肌肽合成酶的制備工藝。

背景技術

左旋肌肽（L-carnosine, N-β-Alanyl-L-histidine），又名β-丙氨酰-L-組氨酸，分子式：C₉H₁₄N₄O₃，分子量為226.23，是一種由β-丙氨酸和L-組氨酸兩種氨基酸縮合得到的二肽，為結(jié)晶狀固體。1900年首次在牛肉中發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物的大腦、肌肉和其他組織中廣泛存在，是一種具有天然的活性二肽。

L-肌肽有抗氧化作用，有抗衰老功能，對高血壓、心臟病、老年性白內(nèi)障、潰瘍等都有治療效果，還有抗腫瘤等生物活性。在鮮肉貯存時添加肌肽可提高肉的風味，并延長貨架期。L-肌肽已被證實可清除在氧化應激過程中使細胞膜的脂肪酸過度氧化而形成的活性氧自由基（ROS）以及α-β不飽和醛，化妝品中添加肌肽可延緩皮膚衰老。與其他抗氧化劑相比，L-肌肽具有抗氧化能力強、無毒副作用的優(yōu)點，并有多種生理活性，在醫(yī)藥、保健、衛(wèi)生、美容等領域有廣泛的應用前景。目前，L-肌肽新的生理活性與機制的探索仍是熱點。

目前，L-肌肽的生產(chǎn)方法包括兩大類：化學合成法和生物合成法。采用化學合成法制備L-肌肽，需要對底物β-丙氨酸和L-組氨酸的活性基團普遍需要復雜的保護-去保護步驟，合成步驟繁瑣，反應條件苛刻，產(chǎn)品收率低，污染大，有毒試劑殘留等問題。與之相比，生物合成法具有反應條件溫和、合成路線短、環(huán)境友好、產(chǎn)品光學純度高等優(yōu)點，更適合于工業(yè)化，將逐漸取代傳統(tǒng)的化學合成方法。

根據(jù)使用的酶以及其合成反應類型的不同，酶法合成制備L-肌肽可以分為以下兩類：(1)β-氨肽酶催化β-丙氨酰胺/β-丙氨酸酯與L-組氨酸的縮合轉(zhuǎn)化合成L-肌肽（申請公布號為CN107217048A的專利文獻）；(2)肌肽水解酶催化β-丙氨酸與L-組氨酸的逆水解反應合成L-肌肽（申請公布號為CN109468303A的專利文獻）。但是，氨肽酶催化的L-肌肽合成反應，仍然需要采用化學法對β-丙氨酸的羧基或L-組氨酸的氨基進行活化，反應步驟復雜，存在環(huán)境污染和成本上升的問題。

在生物體內(nèi)，肌肽水解酶能夠在水相中水解肌肽，生成β-丙氨酸和L-組氨酸，這是一個可逆反應。與氨肽酶催化的L-肌肽合成反應相比，肌肽水解酶催化的L-肌肽逆水解反應無需對底物進行化學活化和保護，催化步驟少，更加綠色環(huán)保，工藝簡單，工業(yè)應用前景廣闊。

然而在現(xiàn)有技術中，公開報道的肌肽水解酶品種少，催化活性低，反應時間長，產(chǎn)物濃度低，不能達到工業(yè)化生產(chǎn)要求。因此，需要在現(xiàn)有基礎上進一步優(yōu)化酶轉(zhuǎn)化工藝，以便在較短反應時間內(nèi)獲得較高濃度的目標產(chǎn)物，從而滿足工業(yè)化生產(chǎn)L-肌肽的技術要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種L-肌肽合成酶的制備工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種L-肌肽合成酶的制備工藝，以β-丙氨酸、L-組氨酸鹽酸鹽為原料，MnCl₂為催化劑，加入L-肌肽水解酶，在pH 8.0-8.5，35-40℃溫度條件下通過酶促反應催化合成L-肌肽。

優(yōu)選的，包括以下步驟：

步驟1：以水為反應溶劑，將L-組氨酸鹽酸鹽溶于水內(nèi)得到反應液；

步驟2：用pH值調(diào)節(jié)液調(diào)節(jié)反應液的pH值；