CN109750011B - 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法 - Google Patents

一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109750011B
CN109750011B CN201910126884.8A CN201910126884A CN109750011B CN 109750011 B CN109750011 B CN 109750011B CN 201910126884 A CN201910126884 A CN 201910126884A CN 109750011 B CN109750011 B CN 109750011B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mannose
phosphate
dosage
gene
derived
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910126884.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109750011A (zh
Inventor
马延和
孙媛霞
杨建刚
李运杰
游淳
曾艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Yihe Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Tianjin Institute of Industrial Biotechnology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Institute of Industrial Biotechnology of CAS filed Critical Tianjin Institute of Industrial Biotechnology of CAS
Priority to CN201910126884.8A priority Critical patent/CN109750011B/zh
Publication of CN109750011A publication Critical patent/CN109750011A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109750011B publication Critical patent/CN109750011B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种甘露糖6‑磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法,选自如下(a)~(c)所述的多肽:(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的多肽;(b)由(a)中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有催化甘露糖6‑磷酸脱磷酸功能由(a)衍生的多肽:(c)与(a)中的氨基酸序列有70%以上同一性的氨基酸序列,且具有催化甘露糖6‑磷酸脱磷酸功能的多肽。本发明还公布了新的甘露糖生物合成制备方法,通过构建多酶反应器,转化甲醛、甘油、淀粉、麦芽糊精、蔗糖、糖蜜、葡萄糖等廉价碳源合成甘露糖。

Description

一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及其生物制备甘露糖的方法。
背景技术
甘露糖(mannose)是一种六碳单糖,是葡萄糖的同分异构体,在自然界中广泛以聚糖形式存在于酵母、咖啡渣、红藻、棕榈子、魔芋等材料中。甘露糖在生物学和医学上都有很重要的应用,其不仅具有调节免疫、抵御细菌和病毒侵染、促进体内糖蛋白正常合成、抗癌等方面的作用,同时也是合成一些医药化工原料和重要糖类药物前体的原料,还可以被作为食品及饮料的甜味剂,近年来,甘露糖在功能食品、饲料添加剂及医药领域需求显著增加,经济开发价值凸现。
目前甘露糖的制备主要通过酸解富含甘露聚糖的原料如酵母、咖啡渣、红藻、魔芋等,进一步分离获取,该方法收率较低;还可以化学氧化甘露醇制备,该生产工艺复杂且收率较低;目前也有相关报道采用果糖异构酶或者纤维二糖2-差向异构酶催化果糖或者葡萄糖合成甘露糖,尽管该方法生产速率较高,但是转化率低于35%,后期分离成本较高。专利ZL201610937656.5中公开了采用构建多酶分子机器转化淀粉制备塔格糖的方法,可实现塔格糖的低成本合成,且产物单一便于分离,目前催化果糖6-磷酸转化为甘露糖6-磷酸的甘露糖6-磷酸异构酶已有很多报道,然而高效催化甘露糖6-磷酸脱磷酸作用的磷酸酶报道较少,所以亟待筛选催化效率高的甘露糖6-磷酸磷酸酶,建立转化淀粉、蔗糖、葡萄糖、甘油、甲醛等廉价碳源为甘露糖的制备方法。
发明内容
本发明的目的一在于提供一种催化甘露糖6-磷酸脱磷酸功能的酶,本发明中,将这种具有催化甘露糖6-磷酸脱磷酸功能的酶命名为M6PP,选自如下(a)~(c)所述的多肽:
(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的多肽;
(b)由(a)中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有催化甘露糖6-磷酸脱磷酸功能的多肽;
在本领域中,用性能相近或相似的氨基酸进行取代时,通常不会改变蛋白质的功能。同时,在C末端或N末端添加一个或数个氨基酸,通常也不会改变蛋白质的功能。
(c)与(a)中的氨基酸序列有70%以上同一性的氨基酸序列,且具有催化甘露糖6-磷酸脱磷酸功能的多肽。
另外还包括在SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的多肽的基础上的活性片段、或其活性衍生物、类似物。所述“活性片段”、“活性衍生物”和“活性类似物”是指基本上保持本发明M6PP多肽相同的生物学功能或活性的多肽。
本发明的目的二在于提供一种多核苷酸,选自如下(d)~(h):
(d)编码目的一中(a)~(c)所述多肽的多核苷酸;优选的,其基因序列为SEQ IDNO.2或SEQ ID NO.3中所示序列。
(e)编码目的一中(a)~(c)所述多肽类似物或衍生物的多核苷酸;
(h)与(d)或(e)限定的多核苷酸序列有70%同一性且编码具有催化甘露糖6-磷酸脱磷酸功能的多肽的多核苷酸。
进一步地,上述多核苷酸为DNA或RNA。DNA形式包括cDNA、基因组DNA或人工合成的DNA。DNA可以单链的或者是双链的。DNA可以是编码链或非编码链。编码链中编码SEQ IDNO.1所示多肽的编码区序列可以是与SEQ ID NO.2所示的序列相同或简并的变异体,简并变异体是指编码具有SEQ ID NO.1多肽,但与SEQ ID NO.2所示的序列有差别的核苷酸序列。
本发明的目的三在于提供一种含有编码M6PP多肽多核苷酸的重组载体。
所述重组载体指本领域熟知的细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、植物细胞病毒、动物细胞病毒、逆转录病毒或其它载体。在本发明中适用的载体包括但不限于:在细菌中表达的基于T7启动子的表达载体,如pET-21a等,只要能在宿主细胞内稳定复制和存在,任何载体都可以用于构建重组表达载体。
优选地,所述重组载体为在pET-28a载体的多克隆位点,插入序列表中SEQ IDNO.2所示DNA片段后,得到的重组质粒(pET-21a-M6PP)。可选的,克隆位点为NdeI酶切位点和XhoI酶切位点。
本发明的目的四在于提供一种转入了含有编码M6PP多肽多核苷酸的重组载体的重组宿主细胞。
所述重组宿主细胞包含上述重组载体,且指原核细胞,如细菌细胞;或是低等真核细胞,如酵母细胞;或是高等真核细胞如哺乳动物细胞。优选地为大肠杆菌、酵母。
本发明的目的五在于提供一种体外多酶级联转化麦芽糊精合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有葡聚糖磷酸化酶,葡萄糖磷酸变位酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,葡聚糖转移酶组成的多酶反应体系,转化麦芽糊精合成甘露糖。
所述反应体系中,麦芽糊精的浓度为1-500g/L,葡聚糖磷酸化酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的麦芽糊精的浓度为100g/L,葡聚糖磷酸化酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,6-磷酸阿洛酮糖磷酸酶用量为10U/mL,核糖5磷酸异构酶10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为50℃,反应48-96小时。
本发明的目的六在于提供一种体外多酶级联转化蔗糖合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有蔗糖磷酸化酶,葡萄糖磷酸变位酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,葡萄糖异构酶,葡萄糖激酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化蔗糖合成甘露糖。
所述反应体系中,蔗糖的浓度为1-500g/L,蔗糖磷酸化酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的蔗糖的浓度为100g/L,蔗糖磷酸化酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶10U/mL,葡萄糖异构酶10U/mL,葡萄糖激酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为37℃,反应48-96小时。
本发明的目的七在于提供一种体外多酶级联转化葡萄糖合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有葡萄糖激酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化葡萄糖合成甘露糖。
所述反应体系中,葡萄糖的浓度为1-500g/L,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的葡萄糖的浓度为100g/L,葡萄糖激酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为37℃,反应48-96小时。
本发明的目的八在于提供一种体外多酶级联转化果糖合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有葡萄糖异构酶,葡萄糖激酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化果糖合成甘露糖。
所述反应体系中,果糖的浓度为1-500g/L,葡萄糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的果糖的浓度为100g/L,葡萄糖异构酶用量为10U/mL,葡萄糖激酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为37℃,反应48-96小时。
本发明目的九在于提供一种体外多酶级联转化甲醛合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有甲醛连接酶,二羟丙酮激酶,聚磷酸激酶,磷酸丙糖异构酶,果糖6-磷酸醛缩酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶组成的多酶反应体系,转化甲醛合成甘露糖。
所述反应体系中,甲醛的浓度为0.3-10g/L,甲醛连接酶用量为0.1-1000U/mL,二羟丙酮激酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL,磷酸丙糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的甲醛的浓度为3g/L,甲醛连接酶用量为10U/mL,二羟丙酮激酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL,磷酸丙糖异构酶用量为10U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为37℃,反应48-96小时。
本发明目的十在于提供一种体外多酶级联转化甘油合成甘露糖的方法,其特征为构建包含有甘油脱氢酶,二羟丙酮激酶,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶,聚磷酸激酶,磷酸丙糖异构酶,果糖6-磷酸醛缩酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶组成的多酶反应体系,转化甘油合成甘露糖。
所述反应体系中,甘油的浓度为1-500g/L,甘油脱氢酶用量为0.1-1000U/mL,二羟丙酮激酶用量为0.1-1000U/mL,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL,磷酸丙糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL。
优选的甘油的浓度为20g/L,甘油脱氢酶用量为10U/mL,二羟丙酮激酶用量为10U/mL,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL,磷酸丙糖异构酶用量为10U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL。
所述酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时;优选为37℃,反应48-96小时。
附图说明
图1甘露糖6-磷酸磷酸酶表达结果,Marker表示蛋白分子量标签,M6PP为目标蛋白。
图2淀粉/麦芽糊精/蔗糖/葡萄糖合成甘露糖技术路线。
图3甲醛/甘油合成甘露糖技术路线。
图4多酶级联转化麦芽糊精制备甘露糖高效液相色谱图分析结果。
具体实施方式
以下结合实施例进一步详述本发明。
本发明及实施例中提到的百分比浓度如无特别说明均为质量/质量(W/W,单位g/100g)百分比浓度、质量/体积(W/V,单位g/100mL)百分比浓度或体积/体积(V/V,单位mL/100mL)百分比浓度。
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法,具体步骤可参见:《Molecular Cloning:A Laboratory Manual》(Sambrook,J.,Russell,David W.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd edition,2001,NY,Cold SpringHarbor)。
各实施例中所用相同名称的材料或试剂如无特别说明即为相同的。实施例中描述到的各种生物材料的取得途径仅是提供一种实验获取的途径以达到具体公开的目的,不应成为实施本发明时对生物材料来源的限制。事实上,所用到的生物材料的来源是广泛的,任何不违反法律和道德伦理能够获取的生物材料都可以按照实施例中的提示替换使用。
本发明中所用引物和基因由江苏金唯智生物技术有限公司合成。
实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,实施例将有助于理解本发明,但是本发明的保护范围不限于下述的实施例。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1 M6PP基因的获得、载体构建
通过数据库挖掘获得来源于海栖热袍菌Thermotoga maritima的多肽序列(SEQID NO.1),命名为M6PP,通过KEGG数据库搜索,该序列未被注释,尚不明确其功能,其基因序列如SEQ ID NO.2所示,在不改变该多肽氨基酸序列的前提下,将上述野生型基因的密码子替换为大肠杆菌偏好(高频使用)的密码子,经密码子优化后,基因序列具有大肠杆菌偏爱密码子,其基因序列如SEQ ID NO.3所示。
将该基因序列直接合成在pET-21a载体上,位于酶切位点NdeI和XhoI之间,重组质粒命名为pET-21a-M6PP。
实施例2基因的表达和纯化
将重组质粒pET-21a-M6PP转入大肠杆菌中,进行外源表达及纯化。
(1)将大肠杆菌表达型重组质粒pET-21a-M6PP转入E.coli BL21(DE3)中,获得重组菌。
(2)挑单克隆至5mL LB液体培养基中,37℃、220r/min培养至OD600为0.6-0.8。将5mL LB培养基中菌液转接至800mL 2YT培养基中,37℃、220rpm培养至OD600为0.6-0.8时,降温至16℃,加IPTG至终浓度0.5mM,诱导表达16h。
(3)将上述培养菌液收集到50mL离心管中,5500r/min离心15min;
(4)弃上清,用2mL三乙醇胺缓冲液,pH 7.5,重悬菌体。
(5)破菌:采用高压低温破碎仪,在压力1200bar,4℃条件下进行破菌2次。4℃、20000r/min离心45min。
(6)纯化:上清在70℃水浴下热处理20分钟,4℃、20000r/min离心45min,取上清即得纯蛋白。
实施例3体外多酶催化转化麦芽糊精合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化麦芽糊精为甘露糖。这些关键酶包括:(1)葡聚糖磷酸化酶GP,该酶催化麦芽糊精转化为葡萄糖1-磷酸,(2)葡萄糖磷酸变位酶PGM,该酶催化1-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖;(3)葡萄糖磷酸异构酶PGI,该酶催化6-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖;(4)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化6-磷酸果糖转化为甘露糖6-磷酸;(5)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖;在本发明中,葡聚糖磷酸化酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的标号为TM1168,葡萄糖磷酸变位酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0769;葡萄糖磷酸异构酶来源于Clostridium thermocellum,基因在KEGG上的编号为Cthe0217;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398;甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;这些基因组DNA都可以从ATCC的官方网站(www.atcc.org)上获得。这五个基因分别用不同的引物从相应的基因组DNA中通过PCR获取,并通过酶切连接方法克隆到pET21载体中,获得相应的表达载体pET21-GP,pET21-PGM,pET21-PGI,pET21-M6PE,pET21-M6PP。这五个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM氯化镁,所述麦芽糊精的浓度为100g/L,葡聚糖磷酸化酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL,在50℃进行催化反应,反应24小时,反应最终样品进行液相色谱检测。
反应结束后,最终获得甘露糖67g/L,转化率为67%,
实施例4体外多酶催化转化蔗糖合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化蔗糖为甘露糖。这些关键酶包括:(1)蔗糖磷酸化酶SP,该酶催化蔗糖转化为葡萄糖1-磷酸和果糖,(2)葡萄糖磷酸变位酶PGM,该酶催化1-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖;(3)葡萄糖磷酸异构酶PGI,该酶催化6-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖;(4)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化6-磷酸果糖转化为甘露糖6-磷酸;(5)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖;(6)葡萄糖异构酶GI,该酶催化果糖转化为葡萄糖;(7)葡萄糖激酶GK,该酶催化葡萄糖转化为葡萄糖6磷酸;(8)聚磷酸激酶PPK,该酶催化多聚磷酸和ADP反应再生ATP。
在本发明中,蔗糖磷酸化酶来源于Bifidobacterium longum,基因在KEGG上的标号为BL0536;葡萄糖异构酶来源于Thermus thermophilus,基因在Uniprot上的编号为P26997;葡萄糖激酶来源于Thermobifida fusca,基因在KEGG上的标号为Tfu_1811;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;这些基因组DNA都可以从ATCC的官方网站(www.atcc.org)上获得。这四个基因分别用不同的引物从相应的基因组DNA中通过PCR获取,并通过酶切连接方法克隆到pET21载体中,获得相应的表达载体pET21-SP,pET21-GI和pET21-PPGK,表达葡萄糖磷酸变位酶PGM,葡萄糖磷酸异构酶PGI,甘露糖6-磷酸异构酶M6PE和甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP的表达载体pET21-PGM,pET21-PGI,pET21-M6PE和pET21-M6PP如实施例3所述。这七个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM氯化镁,5mM ATP,250mM聚磷酸,所述蔗糖的浓度为100g/L,蔗糖磷酸化酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL,葡萄糖异构酶用量为10U/mL,葡萄糖激酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL,在50℃进行催化反应,反应24小时,反应最终样品进行液相色谱检测。
反应结束后,最终获得甘露糖82g/L,转化率82%。
实施例5体外多酶催化转化葡萄糖合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化葡萄糖为甘露糖。这些关键酶包括:(1)葡萄糖激酶GK,该酶催化葡萄糖和聚磷酸反应生成葡萄糖6-磷酸;(2)葡萄糖磷酸异构酶PGI,该酶催化葡萄糖6-磷酸异构化生成果糖6-磷酸;(3)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化果糖6-磷酸转化为甘露糖6-磷酸;(4)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖。(5)聚磷酸激酶PPK,该酶催化多聚磷酸和ADP反应再生ATP。
所采用表达葡萄糖磷酸异构酶PGI,甘露糖6-磷酸异构酶M6PE和甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP的表达载体pET21-PGI,pET21-M6PE,pET21-M6PP如实施例3中所述,所采用表达葡萄糖激酶和聚磷酸激酶的表达载体pET21-PPGK和pET21-PPK如实施例4所示,这五个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM ATP,250mM聚磷酸,5mM氯化镁,所述葡萄糖的浓度为100g/L,葡萄糖激酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL,在50℃进行催化反应,反应24小时,反应最终样品进行液相色谱检测。
反应结束后,最终获得甘露糖93g/L,转化率为93%。
实施例6体外多酶催化转化果糖合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化果糖为甘露糖。这些关键酶包括:(1)葡萄糖异构酶GI,该酶催化果糖转化为葡萄糖;(2)葡萄糖激酶GK,该酶催化葡萄糖转化为葡萄糖6磷酸;(3)葡萄糖磷酸异构酶PGI,该酶催化葡萄糖6-磷酸异构化生成果糖6-磷酸;(4)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化果糖6-磷酸转化为甘露糖6-磷酸;(5)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖。(6)聚磷酸激酶PPK,该酶催化多聚磷酸和ADP反应再生ATP。
所采用表达葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶和甘露糖6-磷酸磷酸酶的重组表达载体pET21-PGI,pET21-M6PE和pET21-M6PP如实施例三所述,表达葡萄糖异构酶,葡萄糖激酶,聚磷酸激酶的重组表达载体pET21-GI,pET21-PPGK和pET21-PPK如实施例四所述,这五个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM ATP,250mM聚磷酸,5mM氯化镁,所述果糖的浓度为100g/L,葡萄糖异构酶用量为10U/mL,葡萄糖激酶用量为10U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为10U/mL,聚磷酸激酶用量为10U/mL,在50℃进行催化反应,反应48小时,反应最终样品进行液相色谱检测。
反应结束后,最终获得甘露糖84g/L,转化率为84%。
实施例7体外多酶催化转化甲醛合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化甲醛为甘露糖,这些关键酶包括:(1)甲醛连接酶FLS,该酶催化甲醛转化为二羟丙酮;(2)二羟丙酮激酶DHAK,该酶催化二羟丙酮转化为磷酸二羟丙酮;(3)磷酸丙糖异构酶TPI,该酶催化磷酸二羟丙酮异构化生成3-磷酸甘油醛;(4)果糖6-磷酸醛缩酶,该酶催化二羟丙酮和3-磷酸甘油醛合成果糖6-磷酸;(5)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化果糖6-磷酸转化为甘露糖6-磷酸;(6)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖;(7)聚磷酸激酶PPK,该酶催化多聚磷酸和ADP反应再生ATP。
在本发明中,甲醛连接酶FLS来源于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens),基因序列文献中报道(Justin B.Siegel,Amanda Lee Smith,Sean Poust,AdamJ.Wargacki,et al,Computational protein design enables a novel one-carbonassimilation pathway.Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2015,112,3704–3709);二羟丙酮激酶DHAK来源于弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundii,基因序列在KEGG上的标号为CFNIH1_19685;磷酸丙糖异构酶TPI来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b3919;果糖6-磷酸醛缩酶来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b0825,表达甲醛连接酶FLS的基因委托江苏金唯智生物技术有限公司人工合成获得,其余三个基因分别用不同的引物从相应的基因组DNA中通过PCR获取,并通过酶切连接方法克隆到pET21载体中,获得相应的表达载体pET21-FLS,pET21-DHAK,pET21-TPI和pET21-FSA,表达聚磷酸激酶的表达载体pET21-PPK如实施例4所示,表达甘露糖6-磷酸异构酶M6PE和甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP的表达载体pET21-M6PE和pET21-M6PP如实施例3所示,这七个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM ATP,20mM聚磷酸,5mM氯化镁,所述甲醛的浓度为3g/L,甲醛连接酶FLS用量为10U/mL,二羟丙酮激酶DHAK用量为10U/mL,磷酸丙糖异构酶TPI用量为10U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶M6PE用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP用量为10U/mL,聚磷酸激酶PPK用量为10U/mL,在37℃进行催化反应,反应48小时,反应最终样品进行液相色谱检测,反应结束后,最终获得甘露糖2.7g/L,转化率为90%。
实施例8体外多酶催化转化甘油合成甘露糖
建立体外多酶催化体系转化甘油为甘露糖,这些关键酶包括:(1)甘油脱氢酶GldA,该酶催化甘油转化为二羟丙酮;(2)二羟丙酮激酶DHAK,该酶催化二羟丙酮转化为磷酸二羟丙酮;(3)磷酸丙糖异构酶TPI,该酶催化磷酸二羟丙酮异构化生成3-磷酸甘油醛;(4)果糖6-磷酸醛缩酶,该酶催化二羟丙酮和3-磷酸甘油醛合成果糖6-磷酸;(5)甘露糖6-磷酸异构酶M6PE,该酶催化果糖6-磷酸转化为甘露糖6-磷酸;(6)甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP,该酶催化甘露糖6-磷酸脱磷酸生成甘露糖;(7)聚磷酸激酶PPK,该酶催化多聚磷酸和ADP反应再生ATP,用于反应体系中ATP再生;(8)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX,该酶催化还原性NADH氧化酶为NAD+,用于反应体系中NAD+再生。
在本发明中,甘油脱氢酶GldA来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b3945,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX来源于粪肠球菌Enterococcusfaecalis,其基因序列在KEGG上的标号为EF1586,上述两个基因分别采用不同的引物从相应的基因组DNA中通过PCR获取,并通过酶切连接方法克隆到pET21载体中,获得相应的表达载体pET21-GldA和pET21-NOX,表达二羟丙酮激酶DHAK,磷酸丙糖异构酶和果糖6-磷酸醛缩酶表达载体pET21-DHAK,pET21-TPI和pET21-FSA如实施例7所述,表达聚磷酸激酶的表达载体pET21-PPK如实施例4所示,表达甘露糖6-磷酸异构酶M6PE和甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP的表达载体pET21-M6PE和pET21-M6PP如实施例3所示,这八个质粒都转化至大肠杆菌BL21(DE3)(Invitrogen,Carlsbad,CA)中,并进行蛋白质表达和纯化。
建立如下反应体系,30mM磷酸缓冲液(pH 7.0),5mM ATP,50mM聚磷酸,5mM氯化镁,所述甘油的浓度为20g/L,甘油脱氢酶GldA用量为10U/mL,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX用量为10U/mL,二羟丙酮激酶DHAK用量为10U/mL,磷酸丙糖异构酶TPI用量为10U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶M6PE用量为10U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶M6PP用量为10U/mL,聚磷酸激酶PPK用量为10U/mL,在37℃进行催化反应,反应48小时,反应最终样品进行液相色谱检测,反应结束后,最终获得甘露糖8.4g/L,转化率为84%。
序列表
<110> 中国科学院天津工业生物技术研究所
<120> 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法
<130> 2019
<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 268
<212> PRT
<213> Thermotoga maritima
<400> 1
Met Tyr Arg Val Phe Val Phe Asp Leu Asp Gly Thr Leu Leu Asn Asp
1 5 10 15
Asn Leu Glu Ile Ser Glu Lys Asp Arg Arg Asn Ile Glu Lys Leu Ser
20 25 30
Arg Lys Cys Tyr Val Val Phe Ala Ser Gly Arg Met Leu Val Ser Thr
35 40 45
Leu Asn Val Glu Lys Lys Tyr Phe Lys Arg Thr Phe Pro Thr Ile Ala
50 55 60
Tyr Asn Gly Ala Ile Val Tyr Leu Pro Glu Glu Gly Val Ile Leu Asn
65 70 75 80
Glu Lys Ile Pro Pro Glu Val Ala Lys Asp Ile Ile Glu Tyr Ile Lys
85 90 95
Pro Leu Asn Val His Trp Gln Ala Tyr Ile Asp Asp Val Leu Tyr Ser
100 105 110
Glu Lys Asp Asn Glu Glu Ile Lys Ser Tyr Ala Arg His Ser Asn Val
115 120 125
Asp Tyr Arg Val Glu Pro Asn Leu Ser Glu Leu Val Ser Lys Met Gly
130 135 140
Thr Thr Lys Leu Leu Leu Ile Asp Thr Pro Glu Arg Leu Asp Glu Leu
145 150 155 160
Lys Glu Ile Leu Ser Glu Arg Phe Lys Asp Val Val Lys Val Phe Lys
165 170 175
Ser Phe Pro Thr Tyr Leu Glu Ile Val Pro Lys Asn Val Asp Lys Gly
180 185 190
Lys Ala Leu Arg Phe Leu Arg Glu Arg Met Asn Trp Lys Lys Glu Glu
195 200 205
Ile Val Val Phe Gly Asp Asn Glu Asn Asp Leu Phe Met Phe Glu Glu
210 215 220
Ala Gly Leu Arg Val Ala Met Glu Asn Ala Ile Glu Lys Val Lys Glu
225 230 235 240
Ala Ser Asp Ile Val Thr Leu Thr Asn Asn Asp Ser Gly Val Ser Tyr
245 250 255
Val Leu Glu Arg Ile Ser Thr Asp Cys Leu Asp Glu
260 265
<210> 2
<211> 807
<212> DNA
<213> Thermotoga maritima
<400> 2
ttgtacaggg tgttcgtttt tgacctggac ggaacacttc tcaacgacaa cctggagata 60
tcagaaaagg acagaagaaa catagagaaa ctttccagaa agtgctatgt tgtctttgca 120
agcggaagaa tgctcgtttc cacactgaac gtggaaaaga agtacttcaa aagaaccttt 180
ccaacgatcg cttacaacgg tgcgatagtg taccttccag aagaaggcgt gatcctgaac 240
gagaagatcc cgcctgaggt agcaaaagac atcatagaat acataaaacc gctcaacgtt 300
cactggcagg cttacattga cgatgtgctc tactccgaaa aggacaacga agagataaaa 360
agctacgcaa gacactcgaa cgtggactac cgcgttgaac cgaacctttc tgaactcgtc 420
tcaaagatgg gaacgacgaa acttcttctc atcgataccc cggaaagact cgacgagttg 480
aaagagattc tctctgaaag gttcaaagat gtggtgaagg tcttcaagtc cttccctact 540
taccttgaaa tcgttccgaa gaacgtggac aagggaaagg ccctgaggtt tttgagagag 600
aggatgaact ggaaaaagga agagatcgtc gtcttcggtg acaacgagaa cgacctgttc 660
atgttcgaag aggcaggcct tcgtgttgca atggaaaacg ccatagagaa ggtgaaggag 720
gcatcggata ttgtcacgct cactaacaac gattctggtg tgtcttatgt tcttgagcgc 780
atttccacag attgtcttga tgagtga 807
<210> 3
<211> 804
<212> DNA
<213> Thermotoga maritima
<400> 3
atgtaccgcg tttttgtttt tgatctggat ggtaccctgc tgaatgataa tctggaaatt 60
agtgaaaagg accgtcgcaa tattgaaaaa ctgagtcgta aatgttacgt ggtgtttgca 120
agcggtcgca tgctggtgag caccctgaat gttgaaaaga aatattttaa gcgcaccttt 180
ccgaccattg cctataatgg tgcaattgtt tatctgccgg aagaaggtgt gattctgaat 240
gaaaaaattc cgccggaagt tgcaaaagat attattgaat atatcaagcc gctgaatgtt 300
cattggcagg catatattga tgatgtgctg tatagtgaaa aggataatga agaaatcaag 360
agttacgcac gtcatagcaa tgtggattat cgcgtggaac cgaatctgag cgaactggtt 420
agcaaaatgg gcaccaccaa actgctgctg attgataccc cggaacgtct ggatgaactg 480
aaagaaattc tgagcgaacg ttttaaagat gttgtgaaag tgtttaagag ctttccgacc 540
tatctggaaa ttgttccgaa aaatgttgat aaaggtaaag ccctgcgctt tctgcgcgaa 600
cgtatgaatt ggaaaaaaga agaaatcgtt gtgttcggcg ataatgaaaa tgatctgttt 660
atgtttgagg aggccggtct gcgcgttgca atggaaaatg ccattgaaaa agtgaaagaa 720
gccagcgata ttgttaccct gaccaataat gatagtggtg ttagctatgt tctggaacgt 780
attagcaccg attgtctgga tgaa 804

Claims (6)

1.一种体外多酶级联转化蔗糖制备甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有蔗糖磷酸化酶,葡萄糖磷酸变位酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,葡萄糖异构酶,葡萄糖激酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化蔗糖合成甘露糖;
所述蔗糖磷酸化酶来源于Bifidobacterium longum,基因在KEGG上的标号为BL0536,葡萄糖磷酸变位酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0769;葡萄糖磷酸异构酶来源于Clostridium thermocellum,基因在KEGG上的编号为Cthe0217;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398;甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;葡萄糖异构酶来源于Thermus thermophilus,基因在Uniprot上的编号为P26997;葡萄糖激酶来源于Thermobifida fusca,基因在KEGG上的标号为Tfu_1811;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;
所述反应体系中,蔗糖的浓度为1-500g/L, 蔗糖磷酸化酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL;
酶催化的反应条件为10-80℃,反应时间为1-120小时。
2.一种体外多酶级联转化葡萄糖制备甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有葡萄糖激酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化葡萄糖合成甘露糖;
葡萄糖激酶来源于Thermobifida fusca,基因在KEGG上的标号为Tfu_1811;葡萄糖磷酸异构酶来源于Clostridium thermocellum,基因在KEGG上的编号为Cthe0217;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398;甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;
所述反应体系中,葡萄糖的浓度为1-500g/L,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL;
酶催化的反应温度为10-80℃,反应时间为1-120小时。
3.一种体外多酶级联转化果糖制备甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有葡萄糖异构酶,葡萄糖激酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶,聚磷酸激酶组成的多酶反应体系,转化果糖合成甘露糖;
所述葡萄糖异构酶来源于Thermus thermophilus,基因在Uniprot上的编号为P26997;葡萄糖激酶来源于Thermobifida fusca,基因在KEGG上的标号为Tfu_1811;葡萄糖磷酸异构酶来源于Clostridium thermocellum,基因在KEGG上的编号为Cthe0217;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398;甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;
所述反应体系中,果糖的浓度为1-500 g/L, 葡萄糖异构酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖激酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL;
酶催化的反应温度为10-80℃,反应时间为1-120小时。
4.一种体外多酶级联转化甲醛合成甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有甲醛连接酶FLS,二羟丙酮激酶DHAK,聚磷酸激酶,磷酸丙糖异构酶TPI,果糖6-磷酸醛缩酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶组成的多酶反应体系,转化甲醛合成甘露糖;
所述甲醛连接酶FLS来源于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens),基因序列文献中报道Justin B. Siegel, Amanda Lee Smith, Sean Poust, Adam J. Wargacki, etal, Computational protein design enables a novel one-carbon assimilationpathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015, 112, 3704–3709;二羟丙酮激酶DHAK来源于弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundii,基因序列在KEGG上的标号为CFNIH1_19685;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;磷酸丙糖异构酶TPI来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b3919;果糖6-磷酸醛缩酶来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b0825;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398,甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;
所述反应体系中,甲醛的浓度为0.3-10 g/L, 甲醛连接酶FLS用量为0.1-1000U/mL,二羟丙酮激酶DHAK用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL,磷酸丙糖异构酶TPI用量为0.1-1000U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL;
所述酶催化的反应温度为10-80℃,反应时间为1-120小时。
5.一种体外多酶级联转化甘油合成甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有甘油脱氢酶GldA,二羟丙酮激酶DHAK,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX,聚磷酸激酶,磷酸丙糖异构酶TPI,果糖6-磷酸醛缩酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶组成的多酶反应体系,转化甘油合成甘露糖;
所述甘油脱氢酶GldA来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b3945;二羟丙酮激酶DHAK来源于弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundii,基因序列在KEGG上的标号为CFNIH1_19685;烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX来源于粪肠球菌Enterococcus faecalis,其基因序列在KEGG上的标号为EF1586;聚磷酸激酶来源于Thermus thermophilus,基因在KEGG上的编号为TT_C0637;磷酸丙糖异构酶TPI来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b3919;果糖6-磷酸醛缩酶来源于大肠杆菌Escherichia coli,其基因序列在KEGG上的标号为b0825;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398;甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;
所述反应体系中,甘油的浓度为1-500g/L, 甘油脱氢酶GldA用量为0.1-1000U/mL,二羟丙酮激酶DHAK用量为0.1-1000U/mL,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶NOX用量为0.1-1000U/mL,聚磷酸激酶用量为0.1-1000U/mL,磷酸丙糖异构酶TPI用量为0.1-1000U/mL,果糖6-磷酸醛缩酶为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL;
酶催化的反应温度为10-80℃,反应时间为1-120小时。
6.一种体外多酶级联转化麦芽糊精合成甘露糖的方法,其特征为,甘露糖6-磷酸磷酸酶为氨基酸序列如SEQ ID NO: 1所示的蛋白,构建包含有葡聚糖磷酸化酶,葡萄糖磷酸变位酶,葡萄糖磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸异构酶,甘露糖6-磷酸磷酸酶组成的多酶反应体系,转化麦芽糊精合成甘露糖;
所述葡聚糖磷酸化酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的标号为TM1168;葡萄糖磷酸变位酶葡萄糖磷酸变位酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0769;葡萄糖磷酸异构酶来源于Clostridium thermocellum,基因在KEGG上的编号为Cthe0217;甘露糖6-磷酸异构酶来源于Geobacillus thermodenitrificans,基因在Uniprot上的编号为GTNG_3398,甘露糖6-磷酸磷酸酶来源于Thermotoga maritima,基因在KEGG上的编号为TM0651;
反应体系中,麦芽糊精的浓度为1-100 g/L, 葡聚糖磷酸化酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸变位酶用量为0.1-1000U/mL,葡萄糖磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸异构酶用量为0.1-1000U/mL,甘露糖6-磷酸磷酸酶用量为0.1-1000U/mL;
所述酶催化的反应温度为10-80℃,反应时间为1-120小时。
CN201910126884.8A 2019-02-20 2019-02-20 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法 Active CN109750011B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910126884.8A CN109750011B (zh) 2019-02-20 2019-02-20 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910126884.8A CN109750011B (zh) 2019-02-20 2019-02-20 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109750011A CN109750011A (zh) 2019-05-14
CN109750011B true CN109750011B (zh) 2022-05-10

Family

ID=66407596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910126884.8A Active CN109750011B (zh) 2019-02-20 2019-02-20 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109750011B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778358A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种体外多酶体系制备的小分子化合物的分离提取方法
CN111793664A (zh) * 2020-06-19 2020-10-20 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种生物制备甘露糖甘油酸的方法
CN111808897B (zh) * 2020-06-19 2022-05-10 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种生物制备甘露寡糖的方法
CN113755543B (zh) * 2020-08-24 2024-02-20 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种淀粉的生物合成方法
CN113249372B (zh) 2021-07-05 2021-10-08 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种用于甘露糖生产的固定化细胞的制备方法及其应用
CN113913481B (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 中国科学院天津工业生物技术研究所 甘露糖的生物制备方法
CN114645070B (zh) * 2022-02-28 2022-12-20 北京焉支山科技有限公司 一种己糖-6-磷酸组合物的制备方法及其在化妆品中的应用
CN114686541A (zh) * 2022-02-28 2022-07-01 北京焉支山科技有限公司 一种化妆品级己糖-6-磷酸组合物的生物酶法合成方法及其应用
CN115216500A (zh) * 2022-09-20 2022-10-21 芝诺(苏州)生物科技有限公司 一种合成2’-岩藻糖基乳糖的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013494A (en) * 1996-11-13 2000-01-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant microorganisms
CN102382867A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 黄卫东 一种胞外酶催化糖合成方法
WO2018169957A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-20 Bonumose Llc Enzymatic production of hexoses

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013494A (en) * 1996-11-13 2000-01-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant microorganisms
CN102382867A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 黄卫东 一种胞外酶催化糖合成方法
WO2018169957A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-20 Bonumose Llc Enzymatic production of hexoses

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Cof-type HAD-IIB family hydrolase [Thermotoga maritima] NCBI Reference Sequence: WP_004081144.1;Genbank;《Genbank》;20170727;origin,source *
Fructose-6-phosphate aldolase is a novel class I aldolase from Escherichia coli and is related to a novel group of bacterial transaldolases;Schurmann, M等;《JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY》;20010406;第276卷(第14期);第11056页左栏第1段 *
Reconstruction of methanol and formate metabolic pathway in non-native host for biosynthesis of chemicals and biofuels;Anh Duc Nguyen等;《BIOTECHNOLOGY AND BIOPROCESS ENGINEERING》;20160831;第21卷(第4期);图5 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109750011A (zh) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109750011B (zh) 一种甘露糖6-磷酸磷酸酶及甘露糖生物制备方法
CN111718915B (zh) 一种烟酰胺磷酸核糖转移酶突变体、包含该突变体的重组表达载体和重组菌及应用
CN109423485B (zh) 蔗糖磷酸化酶突变体及其应用
KR20180111666A (ko) 타가토스 생산용 조성물 및 이를 이용한 타가토스 제조방법
CN111484987B (zh) 一种具有高扩增活性的耐热dna聚合酶突变体
CN113604454B (zh) 一种磷酸酶突变体及在催化麦芽糊精制备果糖中的应用
CN108103039B (zh) 一组岩藻糖基转移酶突变体及其筛选方法和应用
CN112029752B (zh) 一种石莼多糖裂解酶及其编码基因与应用
CN114507658B (zh) 酶共表达系统及其在合成唾液酸的应用
CN107603994B (zh) 一种κ-卡拉胶酶及其基因和应用
CN114231477B (zh) 高产β-烟酰胺单核苷酸的基因工程菌株及其构建与应用
CN113583997B (zh) 一种磷酸酶突变体及在催化麦芽糊精制备甘露糖中的应用
CN109402092B (zh) 一种海洋环境来源的几丁质酶及其基因
CN112342178B (zh) 重组微生物、其制备方法及在生产塔格糖中的应用
CN106566824B (zh) 一种葡萄糖异构酶、基因、载体、工程菌及其应用
RU2730602C2 (ru) Новая полифосфат-зависимая глюкокиназа и способ получения глюкозо-6-фосфата с ее использованием
CN113913481B (zh) 甘露糖的生物制备方法
KR100914525B1 (ko) 신규 n―아세틸글루코사민―2―에피머라아제 및 이를 이용한 cmp―n―아세틸뉴라민산의 제조방법
CN115109770A (zh) 苯甲醛裂解酶突变体及在制备1,4-二羟基-2-丁酮中的应用
CN109517811B (zh) 一种β-酮脂酰-ACP合成酶突变体
CN111549013A (zh) 一种atp依赖的甘露糖激酶及其在岩藻基乳糖合成中的应用
KR102084065B1 (ko) 써모토가 마리티마 유래의 내열성 재조합 셀룰라아제 b 단백질 및 이의 용도
CN111057697A (zh) 耐高温TIM barrel蛋白突变体及其应用
CN111057698B (zh) L-阿拉伯糖异构酶、突变体及其应用
CN110452899B (zh) 一种葡萄糖异构酶、突变体及其在制备d-果糖中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230811

Address after: Building 1-201-A218, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000

Patentee after: Tiangong Biotechnology (Tianjin) Co.,Ltd.

Address before: No.32, Xiqi Road, Tianjin Airport Economic Zone, Binhai New Area, Tianjin, 300308

Patentee before: TIANJIN INSTITUTE OF INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230830

Address after: Building 1-201-4, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000

Patentee after: Tianjin Yihe Biotechnology Co.,Ltd.

Address before: Building 1-201-A218, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000

Patentee before: Tiangong Biotechnology (Tianjin) Co.,Ltd.