[發明專利]一種宏基因組來源的高比活耐酸性D-阿洛酮糖3-差向異構酶及其編碼基因和應用

有效

• 申請號: 202210409285.9
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN115058408B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王良;董方玲;劉中深;李偉;李木子
• 申請（專利權）人: 黑龍江生物科技職業學院
• 主分類號: C12N9/90
• 分類號: C12N9/90;C12N15/61;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/02;C12P19/24;C12R1/19
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明屬于基因工程和酶工程技術領域，具體涉及一種瘤胃宏基因組來源的高比活耐酸性的D?阿洛酮糖3?差向異構酶RM?DPEase及其編碼基因和應用。所述的D?阿洛酮糖3?差向異構酶RM?DPEase的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，其編碼基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。該酶具有很好的熱穩定性及酸堿穩定性，且具有很高的催化活性，對D?果糖的比活為238?U/mg。利用表達該酶的大腸桿菌做全細胞催化劑，在最適條件下3小時可以催化500g/L的果糖得到142g/L的D?阿洛酮糖，表明該D?阿洛酮糖3?差向異構酶RM?DPEase在D?阿洛酮糖的工業化生產中具有很大的應用潛力。

技術領域

本發明屬于基因工程和酶工程技術領域，具體涉及一種宏基因組來源的高比活耐酸性D-阿洛酮糖3-差向異構酶及其編碼基因和應用。

背景技術

蔗糖作為一種低成本、高甜度的甜味劑被廣泛使用于食品行業中。但是隨著人們對健康飲食的日漸重視，蔗糖的高熱量、高吸收率、過量攝入容易誘發肥胖、齲齒、高脂血癥、糖尿病等危害逐漸被人們認知。因此，急需開發一些既能滿足人們對美好生活的向往同時又不會危害健康的低能量蔗糖代替品。

自然界中存在的天然稀有糖可代替蔗糖作為甜味劑，其中D-阿洛酮糖（D-psicose，D-allulose）就是一種較為完美的代糖。D-阿洛酮糖屬于還原性的己酮糖，是D-果糖（D-fructose）在C-3的差向異構體。它的甜度約為蔗糖的70%，熱量卻僅為其的0.3%。在食用后，70%會隨著尿液和糞便排出，少數（30%）在大腸被吸收，整個過程產生的能量幾乎可以忽略不計。更難得是，D-阿洛酮糖具有多種保健功能，如可以減少碳水化合物的氧化反應和增強脂肪氧化效應而達到減重的效果；具有顯著的降血脂的功效，對糖尿病患者和胰島β-細胞功能缺陷的患者不會造成身體負擔；具有清除自由基實現抗氧化和神經保護作用。此外，D-阿洛酮糖具有良好的食品加工特性，為代替傳統甜味劑打下了良好的基礎。

然而，作為一種稀有糖，D-阿洛酮糖在自然界含量極少，僅發現于特定的細菌和少量的植物中（鼠刺屬植物）。D-阿洛酮糖的高效制備成為其大規模推廣應用的瓶頸。采用化學合成法合成D-阿洛酮糖存在經濟性差、環境污染嚴重、立體選擇性不足等問題，因而不能成為其合成的主流方法。與化學合成法相比，酶催化法具有立體選擇性好，反應條件溫和，使用劑量低，無需有毒試劑，環境相容性好等優勢，不僅有利于降低工業化生產成本，而且符合當下綠色環保的生產原則，是合成D-阿洛酮糖的趨勢。