[发明专利]用于生物催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌

说明书

本发明涉及基因工程生物，尤其微生物如大肠杆菌，具有催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的活性。所述能催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌，即在微生物细胞内共表达分别编码磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和尿苷二磷酸葡萄糖转移酶的3个基因；这些功能酶基因通过表达载体导入细胞得到基因工程菌。本发明的工程菌株是在添加诱导剂异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)的情况下诱导功能酶蛋白的表达，直接利用工程菌生物催化黄酮类化合物的葡萄糖苷化，同时细胞生长良好，发酵周期较短，成本低。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及利用合成生物学技术构建一种具有催化黄酮类化合物葡萄糖苷化反应的基因工程微生物细胞。

背景技术

黄酮类化合物广泛存在于自然界，是多种药用植物的有效成分，在植物体内多以游离态或与糖结合成苷的形式存在；许多黄酮类化合物具有很好的抗氧化、抗炎、抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等生物活性，已经被用于临床，如芸香苷(rutin)有调节血管渗透性和类似维生素P的作用，已在许多国家成为法定药物；黄芩苷(baicalin)在我国已制成注射剂作为抗菌药应用。由于大多数黄酮苷元及部分黄酮苷类在水相中溶解度低，限制了其制剂的开发。目前对黄酮类化合物进行分子修饰主要是以提高其在水中的溶解性为目的，而对其水溶性改性所涉及的化学反应主要是葡萄糖苷化。因此，对黄酮类化合物的葡萄糖苷化修饰是一种极具潜力的结构修饰技术，能促进黄酮类药物的临床应用。

目前，糖苷化修饰研究最多的是葡萄糖苷化反应，其化学修饰法需要对黄酮的酚羟基先进行酰基保护，再高选择性的脱保护基，然后与活化的糖基供体(如糖基三氯乙酰亚胺酯)进行糖苷化反应，最后再脱去其它保护基团获得黄酮糖苷化产物(Li M,Han X,YuB.Facile synthesis of flavonoid 7-O-glycosides.J Org Chem.2003Aug 22；68(17):6842-5)。这种葡萄糖苷化的化学修饰反应步骤复杂，收率低，副产物多，难以进行规模化放大和生产，不具有生产实用价值。

微生物法和酶法进行葡萄糖苷化修饰反应条件温和，无需进行保护和脱保护反应，立体和区域选择性高，可以定向高效地生物催化黄酮苷元的葡萄糖苷化修饰。