[发明专利]一种促进靛蓝生物合成转化产量的方法

说明书

本发明涉及一种促进靛蓝生物合成转化产量的方法。本发明首次揭示将Prefoldin蛋白与细胞色素P450酶在细胞内共表达，Prefoldin蛋白能够极为显著地促进以吲哚为底物、以细胞色素P450催化的靛蓝的生物合成,为靛蓝的生物合成提供了更高效的方法。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，本发明涉及一种促进靛蓝生物合成转化产量的方法。

背景技术

靛蓝类色素是最古老的色素之一，靛蓝作为织物染料的应用可追溯至公元前2500年。目前靛蓝主要应用于蓝色牛仔裤、工装裤等的染色且仍然是最重要的工业化合物之一。靛蓝类色素还广泛应用于食品与日用化妆品等行业，主要作为着色剂使用。越来越多的证据表明靛蓝及其衍生物广泛应用于医药行业，治疗一些人类疾病例如炎症、细菌感染、癫痫、抗肿瘤治疗以及慢性骨髓白血病等疾病。

传统的靛蓝合成主要是从一些植物例如槐蓝、菘蓝、蓼蓝、马蓝以及木蓝等植物中提取得到，该方法得到的靛蓝产量极低。靛蓝的化学合成于1897年兴起并逐步取代了传统的靛蓝提取法。但是，靛蓝的化学合成中所使用的原料以及催化剂会严重地威胁人体健康，而且产生的废液会对环境造成严重的污染。因此，研究者们致力于开发一种环保且对人体健康无害的靛蓝合成方法。利用酶催化法将底物催化合成靛蓝是一种“绿色”的合成方法。

细胞色素P450酶是一种广泛作用于内源性与外源性物质的蛋白质超家族并几乎在所有生物中都存在。它主要催化长链饱和脂肪酸末端羟基化以及中长链不饱和脂肪酸的环氧化。研究者们发现通过定向进化技术对P450酶进行改造可以使其以吲哚为底物合成靛蓝及衍生物(Glieder A等，Laboratory evolution of a soluble,self-sufficient,highly active alkane hydroxylase.Nat Biotechnol.2002,20(11):1135–1139)。例如通过对来源于人类的几种P450酶CYP2A6，CYP2C以及对CYP2C进行定向进化可以使其催化吲哚进行羟基化合成靛蓝(Zhang Z G等，dentification of amino acid residues involvedin 4-chloroindole 3-hydroxylation by cytochrome P450 2A6using screening ofrandom libraries.Journal of Biotechnology.2009,139(1):12-18；Huang W等，Ashuffled CYP2C library with a high degree of structural intergrity andfunctional versatility.Archives of Biochemistry and Biophysics.2007,467(2):193-205；Gillam E M等，Oxidation of indole by cytochromeP450enzymes.Biochemistry.2000,39:13817-13824)。但是，由于人P450酶的低表达水平、低稳定性、对吲哚的低活性而且需要氧化还原伴侣的协助等因素，限制了人P450酶在工业上的应用(Meijer L等，Indirubin,the red shade of indigo,Life in ProgressEditions,Illinois 2006)。