[发明专利]用于制备葡聚糖聚合物的葡糖基转移酶

说明书

本文公开了包含水、蔗糖和合成聚α‑1，3‑葡聚糖的葡糖基转移酶的反应溶液。所述葡糖基转移酶能够合成具有至少50％α‑1，3糖苷键和至少100的数均聚合度的不溶解的葡聚糖聚合物。还公开了使用此类葡糖基转移酶以制备不溶解的聚α‑1，3‑葡聚糖的方法。

本申请要求美国临时申请61/705,177；61/705,178；61/705,179；61/705,180和61/705,181的权益，其中每项提交于2012年9月25日。所有这些先前的申请均全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及酶催化领域。具体地，本发明涉及使用葡糖基转移酶制备高分子量、不溶解的聚α-1，3-葡聚糖。

背景技术

受到利用微生物或植物宿主的酶合成或基因工程以寻求找到新结构多糖的期望的驱动，研究人员已经发现了可生物降解且能够从可再生资源的原料经济地制备的多糖。一种此类多糖是聚α-1，3-葡聚糖(特征在于具有α-1，3-糖苷键的葡聚糖聚合物)。通过使蔗糖水性溶液与分离自唾液链球菌(Streptococcus salivarius)的葡糖基转移酶(gtf)接触已经分离到这种聚合物(Simpson等人，Microbiology 141：1451-1460，1995)。由聚α-1，3-葡聚糖制备的膜耐受至多150℃的温度并相对于得自β-1，4-连接的多糖的聚合物具有优点(Ogawa等人，Fiber Differentiation Methods，47：353-362，1980)。

美国专利7,000,000公开了利用唾液链球菌的gtfJ酶制备多糖纤维。在这种聚合物内至少50％的己糖单元是通过α-1，3-糖苷键连接的。唾液链球菌的gtfJ酶利用蔗糖作为聚合反应的底物，从而产生聚α-1，3-葡聚糖和果糖作为终产物(Simpson等人，1995)。在溶剂或包含溶剂的混合物中溶解超过临界浓度时，本发明所公开的聚合物形成液晶溶液。从这种溶液得到的连续、强力、棉花状纤维可纺丝并用于纺织应用。

并非所有的葡糖基转移酶都能制备适用于纺丝纤维的分子量和α-1，3糖苷键百分比的葡聚糖。例如，大多数葡糖基转移酶不制备具有至少50％的α-1，3糖苷键和至少100的数均聚合度的葡聚糖。因此，希望鉴定能够将蔗糖转化为具有高百分比的α-1，3糖苷键和高分子量的葡聚糖聚合物的葡糖基转移酶。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及包含水、蔗糖和合成聚α-1，3-葡聚糖的葡糖基转移酶的反应溶液。所述葡糖基转移酶包含与SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：12、SEQID NO：14、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：30、或SEQ ID NO：34的氨基酸序列至少90％相同的氨基酸序列。

在第二个实施例中，反应溶液中的所述葡糖基转移酶合成具有至少50％的α-1，3糖苷键和至少100的数均聚合度的聚α-1，3-葡聚糖。在第三个实施例中，所述葡糖基转移酶合成具有100％的α-1，3糖苷键和至少100的数均聚合度的聚α-1，3-葡聚糖。在第四个实施例中，所述葡糖基转移酶合成具有100％的α-1，3糖苷键和至少250的数均聚合度的聚α-1，3-葡聚糖。

在第五个实施例中，所述反应溶液包含引子。在第六个实施例中，这种引子可为右旋糖酐或水解的葡聚糖。

在第七个实施例中，本发明涉及制备聚α-1，3-葡聚糖的方法，所述方法包括使至少水、蔗糖和合成聚α-1，3-葡聚糖的葡糖基转移酶接触的步骤。所述葡糖基转移酶包含与SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：20、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：30、或SEQ ID NO：34的氨基酸序列至少90％相同的氨基酸序列。可任选地分离在这种方法中制备的聚α-1，3-葡聚糖。