[发明专利]包含黏琼脂芽孢杆菌菊粉蔗糖酶(INUO)的使用的组合物和方法

说明书

黏琼脂芽孢杆菌菌株WDG185表达一种菊粉蔗糖酶，该菊粉蔗糖酶有效合成广泛范围的具有GF3‑GF30的GF范围的IOS。提供了分离的和/或纯化的菊粉蔗糖酶、其重组工程化变体、其活性片段；编码该菊粉蔗糖酶的合成核酸、其变体、或其活性片段；包含该合成核酸的宿主细胞；以及包含该菊粉蔗糖酶的组合物。使用这些组合物的方法包括制造菊粉低聚糖。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年12月05日提交的美国临时申请USSN 62/088,320的优先权权益，将其以其全文通过引用结合在此。

技术领域

提供了从黏琼脂芽孢杆菌(Bacillus agaradhearens)分离的和/或纯化的菊粉蔗糖酶(inulosucrase)、其重组工程化变体、其活性片段；编码该菊粉蔗糖酶的合成核酸及其变体；包含该合成核酸的宿主细胞；以及包含该菊粉蔗糖酶的组合物。使用这些组合物的方法包括制造菊粉低聚糖(inulooligosaccharide)。

序列表

附加了包含SEQ ID NO:1-19的序列表，并且将该序列表以其全文通过引用结合在此。

发明背景

菊粉型低聚果糖(FOS)，即菊粉低聚糖(IOS)，由于其有益的健康影响而受到越来越多的关注。菊粉型短链FOS和菊粉型果聚糖由于其显示出明显的体外益生元效应，即作为有益细菌的食物来源而引人关注。菊粉还在食品工业中用作脂肪代用品，并且用于在若干种产品中提供质地和稳定性，这些产品是如甜点、面包、和发酵乳制品、以及婴儿配方食品。

IOS包括由在果糖单元之间具有β-(2→1)键的果糖基单元链延伸的蔗糖分子。IOS聚合物包含具有通用结构的重复单元GFn，其中“G”是指葡萄糖分子，并且“Fn”是指果糖单位数量。实例包括1-蔗果三糖(GF2)、1-蔗果四糖(GF3)和1^F-蔗果五糖(GF4)。例如，来自植物的IOS聚合物通常包含30-50个果糖基单元。

由植物、真菌、和细菌产生的果糖基转移酶(FT酶)促进FOS的合成。FT酶属于GH-J酶族，其包含糖苷水解酶32(GH32)和糖苷水解酶68(GH68)家族。目前已知在GH32和GH68家族内约有九十一个FT酶蛋白氨基酸序列。GH32和GH68家族共享五叶β-螺旋桨折叠，每个折叠由四个反平行的β-链组成，共同形成中心带负电荷的腔。将这些序列分为五个植物进化枝、一个真菌进化枝、和一个细菌进化枝。参见Alméciga-Díaz et al.(2011)Computational analysis of the fructosyltransferase enzymes in plants,fungiand bacteria.Gene 484:26-34[Alméciga-Díaz等人，(2011)，植物、真菌和细菌中的果糖基转移酶的计算分析，基因484:26-34]。GH68家族的FT酶将其底物蔗糖的果糖部分聚合成果聚糖。FT酶包含菊粉蔗糖酶和果聚糖蔗糖酶。通常，菊粉蔗糖酶通过β-(2→1)键催化聚合，并且果聚糖蔗糖酶催化β-(2→6)键的聚合。菊粉蔗糖酶催化化学反应，该化学反应导致通过β-(2→1)键进一步聚合并且导致葡萄糖的生成：