[发明专利]在酵母中从D－葡萄糖生产抗坏血酸

说明书

技术领域

本发明一般地涉及抗坏血酸生产的领域。更具体地，它涉及从酵母，包括重组酵母生产L-抗坏血酸的方法。

背景技术

L-抗坏血酸(维生素C)是一种强的水溶性抗氧化剂，其对于人的所有组织类型的生长与维持是极其重要的。抗坏血酸的一个重要作用是它参与胶原的产生，胶原是结缔组织，肌肉，腱，骨，牙齿与皮肤的基本细胞组分。胶原也是血管，擦伤和骨折的修复所需要的。抗坏血酸有助于调节血压，促进降低胆固醇含量，而且有助于从动脉壁除去胆固醇沉积。抗坏血酸也有助于叶酸的代谢，调节铁的吸收，而且是氨基酸L-酪氨酸与L-苯丙氨酸转变成去甲肾上腺素所需要的。色氨酸转变成五羟色胺，其是负责睡眠，疼痛控制和健康的神经激素，也需要抗坏血酸的充足供应。

缺乏L-抗坏血酸会削弱胶原的产生，而且导致关节疼痛，贫血，神经紧张和生长缓慢。其它的作用是降低的免疫反应和增加的感染易感性。最极端的抗坏血酸缺乏形式是坏血病，一种迹象为关节肿胀，齿龈出血，和皮肤表面下的毛细血管出血的疾病。如果不进行治疗，坏血病是致命的。

尽管肠很容易吸收抗坏血酸，但是它在摄取2到4个小时内排泄到尿中。

因此，它不能在体内贮存。所有的高等植物和多数高等动物，但不是人，蝙蝠，一些鸟类和多种鱼类的肝脏或肾脏都产生L-抗坏血酸。因此，人必须从足够的饮食来源或增补来获得足够量的抗坏血酸，以保持最佳的健康状态。

抗坏血酸的食品来源包括柑桔类水果，马铃薯，胡椒，绿叶蔬菜，番茄和浆果。

增补形式的抗坏血酸如丸剂，片剂，粉末，囊剂和糖浆也是市场上可买到的。

L-抗坏血酸由美国食品与药品管理局批准用作营养增补剂和化学防腐剂，而且列在公认为安全的物质的FDA目录上。L-抗坏血酸可用于软饮料中，作为调味成分的抗氧化剂，用于肉类和含肉产品中，用于熟化和酸洗，用于面粉中以提高烘焙质量，用于啤酒中作为稳定剂，用于脂肪和油类中作为抗氧化剂，以及用于各种各样的食品中以便抗坏血酸富集。L-抗坏血酸也可用于去斑剂，理发产品，塑料制造，摄影和水处理中。

产生抗坏血酸的生物合成途径的酶还没有鉴定完全。

目前了解的植物中生理途径如图1所示。

已经报道了植物中抗坏血酸合成的两个分立的途径。在一个途径中，L-抗坏血酸从D-葡萄糖经由L-山梨糖酮合成(Loewus M，W.等，1990，Plant.Physiol.94，1492-1495)。目前的证据表明，主要的生理途径是从D-葡萄糖经由L-半乳糖和L-半乳糖酸-1，4-内酯到L-抗坏血酸(Wheeler G.L.等1998，Nature，393，365-369)。最后两个步骤由L-半乳糖脱氢酶和L-半乳糖酸-1，4-内酯脱氢酶催化。已经分离并表征了最后一个酶，而且已经克隆并测序了来自甘蓝(Brassia oleracea)的基因(Ostergaard J.等1997，J.Biol.Chem.，272，30009-30016)。

为了用作营养增补剂，可以从天然来源分离抗坏血酸或如Reichstein方法的改变，通过氧化L-山梨糖化学合成抗坏血酸(美国专利2,265,121)。

仍然需要通过方便的过程生产抗坏血酸的方法。合成应该是对映选择性的，因为只有抗坏血酸的L-对映体是具有生物学活性的。