[其他]橡胶聚合酶的生产方法

说明书

公开基本上纯的橡胶聚合酶及其类似物。基本上纯的橡胶聚合酶可以从化学稳定的巴西三叶胶胶乳中进行分离和提纯。类似物是巴西三叶胶聚合酶的同系物，或者在酶学方面具有同样功能。本发明提出了橡胶聚合酶的分离和提纯的种种方法。同时还提出了用基本上纯的橡胶聚合酶生产天然橡胶或有关共聚物的应用。

本发明涉及到基本上纯化的各种橡胶聚合酶、它们的生产方法以及在天然橡胶（特别是高分子量的天然橡胶）的体外合成方面的用途。

天然橡胶存在于上千种植物中。曾报道过几种真菌也可用来合成天然橡胶。大部份植物以及所有的真菌都含有少量的橡胶，但其分子量太低，做为橡胶而言无商业价值。

商业上天然橡胶的二个来源是巴西三叶胶和银胶菊。巴西三叶胶是天然橡胶的主要来源，银胶菊是本世纪前半期天然橡胶的商业来源，1910年占世界供应量的10%。二次大战时，美国在东南亚的天然橡胶来源被切断，银胶菊做为紧急橡胶生产计划的一部分，由美国林业部进行过大规模的种植。战后，巴西三叶胶的高使用性能和廉价，使银胶菊不再成为具有吸引力的天然橡胶的来源，巴西三叶胶的优势一直延续到今天。最近各种经济和政治的倾向使高分子量的天然橡胶向另一些来源发展。这另一些来源之一是体外合成。

巴西三叶胶的橡胶生物合成路线已建立并进行过详述，阿尔齐尔（Archer）和奥德利（Audley）曾发表在酶学进展（Advances in Enzymology）（第29期，221-257页，1967年）学报上;而李南（Lynen）曾发表在马来西亚橡胶研究所会刊上（J.Rubber Res Inst Malaya，21（4），389-406，1969）。橡胶生物合成的最后一步是借助于橡胶聚合酶的催化反应，而橡胶聚合酶可存在于胶乳中。酶的催化反应是使异戊烯焦磷酸（IPP）和焦磷酸烯丙酯进行聚合反应而制取橡胶，同时产生无机焦磷酸。这种酶也称为橡胶转移酶或焦磷酸顺式-1，4-聚异戊二烯：焦磷酸异戊烯酯，顺式-1，4-聚异戊二烯转移酶。它是被称为异戊烯转移酶的酶家族中的一个成员。它可使焦磷酸异戊烯酯聚合成不同的链长和不同的立体化学构象。“橡胶聚合酶”这一术语，在本文中用来描述该酶。

在巴西三叶胶胶乳中，该酶主要是与橡胶粒子结合在一起，但也可在溶液中发见（Archer和AUDLEY），橡胶的合成发生在橡胶粒子的表面（Lynen）。虽然橡胶聚合酶的研究曾在很多试验室中进行（Archer和Audley，Lynen，以及Archer和Cockbain）后者的文章发表在“酶学方法”中（见Methods in Enzymology，15，476-481，1969），但从巴西三叶胶或其他来源的基本上纯化的橡胶聚合酶的提取，在本文之前尚未成功。

基本上纯化形式的橡胶聚合酶，对橡胶工业而言，将具有很重要的多方面的用途。该酶即可以固相，又可以游离于溶液中，可用于体内天然橡胶的生产。这样不用巴西三叶胶胶乳也可以生产橡胶，并且可在工厂附近的许多地方直接将橡胶加工成最后部件，例如加工成轮胎。另外，用体外法生产的天然橡胶，甚至超过了从巴西三叶胶胶乳生产的橡胶，因为用体外法生产天然橡胶的各种条件能够控制，这样得到的橡胶纯度高，或者具有其他人们所希望的化学或物理性能。例如，体外法橡胶，质量均匀，基本上没有各种蛋白质和脂类，而它们会影响天然橡胶的某些用途。

其它的重要用途是用来制备基本上纯的橡胶聚合酶的各种抗体。这类抗体可用来发展植物的和其他生物的筛选方法，去测定在这类生物体内的橡胶聚合酶的数量。

另一个重要的用途是，纯化的酶的氨基酸顺序可以被测知。根据该酶的氨基酸顺序，能够合成出橡胶聚合酶的基因或者是该基团的信息。一旦该酶的基团被测定，就能将其生产天然橡胶的能力引入到其他生物体中。最后，如果知道了更多的关于酶的组成和结构，可用位置定向诱变法去生产具有各种催化性能的橡胶聚合酶。这样就更能够将天然橡胶通过体内和体外法的生物合成加以控制。

本发明的目的是提供各种基本上纯化形式的橡胶聚合酶，和具有相等或较高性能的这类聚合酶的活性类似物。

本发明的另一目的是提供橡胶聚合酶的各种分离及提纯方法。

本发明的其他目的是提供用基本上纯化形式的橡胶聚合酶去生产天然橡胶，特别是高分子量的天然橡胶或者生产共聚物。