[發明專利]倍半萜類化合物的生物酶催化合成方法

有效

• 申請號: 202110479523.9
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113430218B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 徐艷紅;魏建和;唐小琳;余翠翠;孫佩文;呂菲菲
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院藥用植物研究所
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60;C12N9/88;C12N15/70;C12P7/02;C12P7/04
• 代理公司: 北京蕙識同聯專利代理事務所(特殊普通合伙) 11966
• 代理人: 樊穎

本發明涉及倍半萜類化合物的生物酶催化合成方法，并提供了一種經修飾的倍半萜合酶的基因，通過基因工程技術使常用宿主微生物高效表達：催化合成目標產物效率高的、可溶性好的倍半萜類化合物的合成酶，以此來促進倍半萜類化合物的生物酶催化合成技術的進步和發展。

技術領域

本發明涉及倍半萜類化合物的生物酶催化合成方法，屬于基因工程技術領域。

背景技術

倍半萜類化合物是指分子中含15個碳原子的天然萜類化合物，多數倍半萜類化合物具有令人愉悅的揮發性芳香氣味，被廣泛應用于高級香料中。此外，倍半萜類化合物還具有多種藥理作用，并用于臨床治療，如環狀倍半萜青蒿素可用于瘧疾癥狀的控制與治療等。

柏木醇是一種倍半萜類化合物，其廣泛用于木香、辛香和東方型香精中，也大量用作消毒劑和衛生用品的增香劑。同時，柏木醇還具有多種藥理作用，如抗炎、抗菌、鎮靜、解痙攣、抗心血管疾病、抗衰老及抗腫瘤等。柏木醇大多由柏木油經分餾、冷凍、結晶而制得，而我國的柏木提油率約為5％，因此，柏木醇的產量不理想。

沉香螺旋醇也是一種倍半萜類化合物，是沉香的主要成分，能夠對中樞神經系統產生正面效應，有很好的鎮定作用，能幫助人們消除緊張和焦慮情緒，對睡眠質量有很強的改善功效，能提高自身免疫力，同時，沉香螺旋醇還有很好的止痛效果。沉香螺旋醇可經沉香揮發油中提取分離，但費時費力，產率不高。

香葉醇也是一種倍半萜類化合物，是玫瑰系香精的主劑，也是各種花香香精中不可缺少的調香原料，還可用于配制食品的增甜劑、香皂、日用化妝品、香精等。香葉醇可自天然精油單離制取,也可用半合成或全合成的方法制取，但一般來說這些制法都會或多或少地含有橙花醇。

目前，倍半萜類化合物主要通過植物提取或化學合成，但雜質較多，而倍半萜類化合物的生物合成工藝還沒有達到工業化生產的要求，還停留在實驗室的基礎研究階段。隨著生物酶催化合成技術的快速發展，人們希望利用大腸桿菌、釀酒酵母等常用宿主微生物高效表達一些催化合成目標產物效率高的、同時可溶性表達好的倍半萜類化合物的合成酶，以此來促進倍半萜類化合物的生物酶催化合成技術的進步和發展。

發明內容

為了解決上述發明問題，本發明提供一種倍半萜類化合物的生物酶催化合成方法。

在一種實施方式中，本發明首先提供了一種倍半萜合酶的基因，其經序列修飾后，核酸序列如SEQ ID No.1所示。所述修飾的目的之一是使該半倍萜合酶催化底物產生具體目標產物的含量盡量高(例如為主產物或次主產物)；另一目的是使該基因在大腸桿菌中可溶性表達，盡量避免形成包涵體。

在一種實施方式中，本發明提供了一種催化合成萜類化合物的方法，包括如下步驟：重組表達SEQ ID No.1所示的倍半萜合酶基因，純化該倍半萜合酶，使其與法尼基焦磷酸(FPP)或牻牛兒基焦磷酸(GPP)(底物)在酶促反應條件下接觸，收集產物中的萜類化合物。

在一種實施方式中，本發明提供了一種柏木醇的生物酶催化合成方法，包括如下步驟：重組表達SEQ ID No.1所示的倍半萜合酶基因，純化該倍半萜合酶，使其與FPP(底物)在酶促反應條件下接觸，收集產物中的柏木醇。

在一種實施方式中，本發明還提供了一種沉香螺旋醇的生物酶催化合成方法，包括如下步驟：重組表達SEQ ID No.1所示的倍半萜合酶基因，純化該倍半萜合酶，使其與FPP(底物)在酶促反應條件下接觸，收集產物中的沉香螺旋醇。

在一種實施方式中，本發明提供了一種酶催化同時生成柏木醇和沉香螺旋醇的方法，包括如下步驟：重組表達SEQ ID No.1所示的倍半萜合酶基因，純化該倍半萜合酶，使其與FPP(底物)在酶促反應條件下接觸，分別收集產物中的柏木醇和沉香螺旋醇。