[发明专利]燕窝酸醛缩酶突变体及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学与生物技术领域，尤其涉及一种燕窝酸醛缩酶突变体及其编码基因和应用。

背景技术

燕窝酸 (英文名: Sialic acid)又称唾液酸或 N-乙酰神经氨酸，其结构如下图所示，是一类广泛存在于生物系统中的天然糖类化合物，在生命体许多重要的生理、生化反应过程中发挥着不可或缺的作用。N-乙酰神经氨酸(燕窝酸)的结构如图1所示。

燕窝酸是中国传统珍稀食品燕窝中具生物活性的主要成份，也是母初乳中对婴儿早期大脑发育及免疫体系的完善所提供的重要组份之一。由于燕窝中有高含量的燕窝酸，所以有报道将燕窝酸检测用于燕窝产品质控评析。

大量的科学研究发现，燕窝酸具有许多十分重要的生物学功能。人类脑细胞中的燕窝酸含量是其它动物的2倍或以上, 这或许是人类大脑的智力远高于其他所有动物的物质基础。人类神经细胞膜的燕窝酸含量是身体其它细胞的很多倍，显然，燕窝酸是神经细胞信息传递的重要物质。为证实燕窝酸对于儿童智力发展的重要作用，新西兰的一组科学家曾对超过1000名受试儿童进行从出生到高中毕业为期18年的跟踪研究，发现燕窝酸可提高儿童早期智力发展水平。研究结果表明：母乳喂养的儿童在IQ测试、标准测试、教师评价以及在中学时期的综合表现的分数均高于非母乳喂养的儿童。由于非母乳喂养初生婴儿，其所摄入的燕窝酸比母乳喂养要少20%，母乳喂养时间越长，儿童的综合智力发展水平分数越高。因此，科学家们得出如下结论：对婴幼儿补充燕窝酸，可以增加大脑中燕窝酸的浓度并提高大脑的学习能力，从而提高大脑的学习能力。

此外, 燕窝酸的其它主要功能有：随年龄的增长，红血细胞表面的燕窝酸含量逐步下降。红血细胞表面燕窝酸含量的下降使细胞易被降解，从而加速衰老过程, 故燕窝酸可用于抗衰老。人体表皮细胞的燕窝酸具有抗菌作用。燕窝酸可保护皮肤抵抗细菌感染, 故燕窝酸可用于护肤。 

研究还发现：酗酒者红血细胞的燕窝酸含量明显低于正常人。因此，酗酒者面色蜡黄，皮肤干燥而无色泽。而在介酒后一星期，其红血细胞的燕窝酸含量与正常人无差别。所以，燕窝酸与人的容颜有关。

并且燕窝酸及以燕窝酸为母体的药物在国外已应用于临床，可用于治疗流感、神经性疾病、炎症、老年性痴呆症、肿瘤等。

目前燕窝酸基本上都是通过发酵或合成得到, 生产水平较低、不环保、又或是成本较高。微生物发酵法生产燕窝酸时, 通常先产生聚燕窝酸, 聚燕窝酸再进行酸水解或酶水解后, 分离纯化得到燕窝酸。发酵法生产燕窝酸的主要缺点是：发酵产率低及纯化较困难。化学法生产燕窝酸是采用N-乙酰甘露糖胺和二叔丁基氧代丁二酸的钾盐缩合, 再在碱的催化下脱羧作用可生成N-乙酰神经氨酸; 又或在酸性醇溶液中, 在铟的催化下, 对N-乙酰甘露糖胺用A-溴甲基丙烯酸进行丙烯基化, 再进行臭氧分解得到N-乙酰神经氨酸。化学法生产燕窝酸化学法生产燕窝酸得率不高, 又不环保。燕窝酸也可从天然产物中提取, 如Lekh等从禽蛋的卵带和蛋黄膜中提取燕窝酸, 冯万样、高剑峰等人从猪血中提取燕窝酸。由于燕窝酸在天然原料中含量比较低, 分离提纯过程也比较复杂, 所以回收率低, 并造成较大的环境污染。酶法生产燕窝酸具有转化率高、提取简单、产品纯度高等优点。早在1988年，Simon等人^[5]用N-乙酰甘露糖胺、丙酮酸钠和ATP在燕窝酸醛缩酶的催化下合成N-乙酰神经氨酸。Isafumi等^[6]用N-酰基葡萄糖胺2-差向异构酶先将N-乙酰葡萄糖胺转化为N-乙酰甘露糖胺, 后者再经燕窝酸醛缩酶制得燕窝酸, 实现了燕窝酸经二酶合成,并简化了燕窝酸的纯化工艺。但由于燕窝酸醛缩酶之活力较低, 工业规模将N-乙酰甘露糖胺和丙酮酸钠转化生产燕窝酸时, 转化率低, 导致生产成本过高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种燕窝酸醛缩酶突变体及其编码基因和应用，旨在解决目前酶法生产燕窝酸中燕窝酸醛缩酶催化活力低，转化率低、生产成本高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种燕窝酸醛缩酶突变体，其中，由序列表中的序列2经点突变所得，所述点突变为在该序列的第25位及第275位的至少一个突变。