[发明专利]一种L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地说是涉及一种L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用。

背景技术

稀有糖定义为自然界中存在但含量非常低的单糖及其衍生物。稀有糖一般具有类似于蔗糖的甜度，但几乎不产生或产生较少的热量。稀有糖在食品、医药、保健等领域应用前景广泛。以D-阿洛酮糖(D-psicose)为例进行说明，D-阿洛酮糖是自然界中含量非常低的六碳糖，是D-果糖C-3位点的差向异构体。D-阿洛酮糖很难被消化吸收，几乎不为生命活动提供能量，因此是一种非常有用的低卡路里的甜味剂。

在食品应用领域，D-阿洛酮糖具有甜度高、溶解性好、低卡路里和低血糖反应等优点，被认为是最理想的蔗糖替代品之一。在食品中添加D-阿洛酮糖，不仅能提高它的胶凝度，还可以与食品蛋白发生美拉德反应改善其风味。相对于D-果糖和D-葡萄糖，D-阿洛酮糖可以生成更多的抗氧化美拉德反应产物，维持食品更长时间的抗氧化水平。2011年，D-阿洛酮糖被FDA认证安全，可在食品和膳食领域作为添加剂使用。在医药健康领域，D-阿洛酮糖可以抑制脂肪肝酶和肠道α-糖苷酶，从而降低体内脂肪的积累和抑制血糖浓度的上升。在膳食中添加D-阿洛酮糖可以降低餐后血糖反应，提高胰岛素的敏感性和葡萄糖耐受性。另外，相对其他稀有糖，D-阿洛酮糖能更加有效地清除活性氧自由基。在小鼠试验中，发现D-阿洛酮糖可以通过抑制活性氧的产生来阻止双-(2-乙基己基)-邻苯二甲酸诱发的对睾丸的伤害。此外D-阿洛酮糖对6-羟基多巴胺诱导的细胞凋亡有神经保护的作用，同时还能抑制高浓度葡萄糖诱导下的单核细胞趋化蛋白MCP-1的表达。这就预示着D-阿洛酮糖具有治疗神经组织退化和动脉粥样硬化等相关疾病的潜在功能。当前主要是用D-塔格糖-3-差向异构酶家族酶类用来催化D-果糖的差向异构来生成D-阿洛酮糖。由于D-果糖和D-阿洛酮糖的相互转化是一个平衡的过程，以较高的收率大量生产D-阿洛酮糖依然面临着挑战。当前，大多数稀有糖的合成路线仍然有限，且常常以相对比较昂贵的化合物作为底物，导致稀有糖的合成成本依然很高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有稀有糖合成中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用。

作为本发明所述的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用的一种优选方案，其中：所述L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶来源于嗜热菌ThermotogamaritimaMSB8，其基因序列表如SP9所示。

作为本发明所述的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用的一种优选方案，其中：所述L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在大肠杆菌重组菌中进行表达和纯化。

作为本发明所述的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用的一种优选方案，其中：所述大肠杆菌重组菌的重组方法为，将如SEQIDNo1所示的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶基因片段连接到pET-43.1a载体上，并将该重组质粒转化大肠杆菌Rosetta(DE3)中，得到大肠杆菌重组菌。

作为本发明所述的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用的一种优选方案，其中：所述表达和纯化，包括，培养大肠杆菌重组菌至OD₆₀₀＝0.8-1.0，添加终浓度为0.1-1.0mMIPTG，在15-37℃，120～220rpm条件下诱导4～16h；用含有10-20mM咪唑的缓冲液洗脱杂蛋白，用含有300-500mM咪唑的缓冲液洗脱纯酶。

作为本发明所述的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶在催化合成稀有糖中的应用的一种优选方案，其中：所述合成，包括，向反应体系中加入底物DL-3-磷酸甘油、醛受体、磷酸甘油氧化酶、过氧化氢酶、L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶，在氧气存在的环境下，25-35℃反应12-20h后，调节pH为4.0-5.0，加入酸性磷酸酶，35-39℃反应12-20h。