[发明专利]一种同时高产谷胱甘肽和S-腺苷甲硫氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程领域，具体地说，涉及一种同时高产谷胱甘肽和S-腺苷甲硫氨酸的方法。 

背景技术

谷胱甘肽，即γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸，简称GSH。它由前体物质L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸经γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(GSH I，GSH1)和谷胱甘肽合成酶(GSH II，GSH2)催化合成，二者构成谷胱甘肽合成酶系，其中γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶被认为是GSH合成途径中的限速酶。GSH能有效清除掉人体内的自由基，净化人体内的环境污染，增进人体健康，在临床医药、食品工业及相关生物研究领域都有着广泛的应用前景。其工业生产主要有萃取法、化学合成法、发酵法和酶法等，随着工艺及方法不断得到改进，采用发酵法生产GSH已经成为生产GSH最普遍的方法之一。 

S-腺苷甲硫氨酸(S-腺苷-L-蛋氨酸，简称SAM-e或SAM)是一种生物细胞内广泛存在的重要的分子，它是由腺苷甲硫氨酸合成酶催化合成的。SAM是维护人体机能不可缺少的重要生命物质，对治疗肝病、治疗抑郁病、抗衰老等有较好的作用。它主要是以酵母发酵的方式生产制备。 

由于谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸同属于含硫氨基酸衍生物，在生物体内的合成代谢过程紧密相连，而且二者都可以使用发酵法生产，因此，利用同一菌株发酵同时生产谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸具有一定的可能性。而且，刘惠等也曾报道利用酿酒酵母菌株zju1同时发酵谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸(H.Liu et al.Process Biochemistry39(2004)，p1993-1997)，但根据该文献的报道，其发酵获得的腺苷甲硫氨酸和谷胱甘肽分别为45mg/g干重和18mg/g干重，即1.35g/L和0.54g/L，产量较低，因此，有必要提供一种新的方法，以同时高产谷胱甘肽和S-腺苷甲硫氨酸。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种共表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和腺苷甲硫氨酸合成酶的重组菌株，以同时高表达谷胱甘肽合成酶系和腺苷甲硫氨酸合成酶。

本发明还有一个目的在于，提供一种共表达谷胱甘肽合成酶和腺苷甲硫氨酸合成酶重组菌株。 

本发明还有一个目的在于，提供一种同时生产谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸的方法。 

本发明提供的共表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和腺苷甲硫氨酸合成酶的重组菌株包含外源性的表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的片段和外源性的表达腺苷甲硫氨酸合成酶的片段。 

根据本发明的一个优选实施例，本发明提供的菌株还包含外源性的表达谷胱甘肽合成酶的片段。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的外源性片段整合于染色体，或者存在于表达载体，所述载体为质粒或人工染色体。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的重组质粒中表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的片段包含编码γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的序列，以及所述序列上游的强启动子；表达腺苷甲硫氨酸合成酶的片段包含编码腺苷甲硫氨酸合成酶的序列，以及所述序列上游的强启动子。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的重组质粒中表达谷胱甘肽合成酶的片段包含编码谷胱甘肽合成酶的序列，以及所述序列上游的强启动子序列。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的菌株为毕赤酵母或酿酒酵母。 

本发明提供的共表达谷胱甘肽合成酶和腺苷甲硫氨酸合成酶的重组菌株包含外源性的表达谷胱甘肽合成酶的片段和外源性表达腺苷甲硫氨酸合成酶的片段。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的外源性片段整合于染色体，或者存在于表达载体，所述载体为质粒或人工染色体。 

根据本发明的一个优选实施例，提供的重组质粒中表达谷胱甘肽合成酶的片段包含编码谷胱甘肽合成酶的序列，以及所述序列上游的强启动子；所述表达腺苷甲硫氨酸合成酶的片段包含编码腺苷甲硫氨酸合成酶的序列，以及所述序列上游的强启动子。 

本发明提供的生产谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸的方法，包括将上述的重组菌株发酵培养，生产谷胱甘肽和腺苷甲硫氨酸的步骤。 

在使用本发明提供的共表达腺苷甲硫氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶系的菌株发酵获得的发酵液中，添加L-半胱氨酸和L-甲硫氨酸后，进一步发酵获得的发酵液中谷胱甘肽和S-腺苷甲硫氨酸的含量均显著高于现有报道中的联产发酵获得的谷胱甘肽和S-腺苷甲硫氨酸的含量，且单独添加L-半胱氨酸或L-甲硫氨酸，其发酵获得的谷胱甘肽和/或S-腺苷甲硫氨酸的含量也很高。

附图说明