[发明专利]一种L-赤藓酮糖和赤藓糖醇生产方法

说明书

本发明公开了一种L‑赤藓酮糖和赤藓糖醇生产方法。本发明提供了1)‑3)任一一种应用：1)tktA酶或其相关生物材料在生产L‑赤藓酮糖中的应用，且所述应用的底物不含有羟基丙酮酸；2)GoXDH酶或其相关生物材料生产赤藓糖醇中的应用；3)tktA酶或其相关生物材料和GoXDH酶或其相关生物材料在生产赤藓糖醇中的应用，且所述应用的底物不含有羟基丙酮酸。综上所述，本发明提供了一条羟基乙醛转化为L‑赤藓酮糖或L‑赤藓酮醇的新途径。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种L-赤藓酮糖和赤藓糖醇生产方法。

背景技术

L-赤藓酮糖(L-(+)-Erythrulose)是一种稀有糖，可作为食品添加剂、化妆品原料、医药前体化合物以及其他稀有糖类生产的起始物质等，用途广泛且使用量大，在工业应用方面具有很高的价值。赤藓糖醇(Erythritol)是一种四碳多元醇，可作为营养型甜味剂应用于食品等领域。赤藓糖醇具有能量值低、耐受量高、无副作用、糖尿病人可食用、非致龋齿性等优点，适合应用于功能性食品中。赤藓糖醇未来有可能取代木糖醇。

L-赤藓酮糖的生产目前主要以赤藓糖醇为原料，经化学法或生物发酵法获得。赤藓糖醇目前主要生产方法是微生物发酵法，以葡萄糖为原料，利用耐高渗酵母，发酵100小时左右获得。在生产过程中，葡萄糖在发酵微生物细胞内转化成6-磷酸-葡萄糖，再通过磷酸戊糖途径的多步反应生成4-磷酸-赤藓糖，进一步转化为赤藓糖，最后还原为赤藓糖醇。

现有赤藓糖醇生产技术中，原料葡萄糖来自粮食作物水解，如果大规模生产对粮食安全会造成威胁。此外，发酵微生物中葡萄糖到赤藓糖醇的转化路径较长，导致发酵周期长，带来成本提高和细菌污染风险。而L-赤藓酮糖的生产是以赤藓糖醇为原料，原料成本较高且受到赤藓糖醇的产能限制，产品规模提升困难。

发明内容

本发明的一个目的是提供如下1)-3)任一一种应用。

本发明提供1)-3)任一一种应用：

1)tktA酶或其相关生物材料在生产L-赤藓酮糖中的应用，且所述应用的底物不含有羟基丙酮酸；

2)GoXDH酶或其相关生物材料生产赤藓糖醇中的应用；

3)tktA酶或其相关生物材料和GoXDH酶或其相关生物材料在生产赤藓糖醇中的应用，且所述应用的底物不含有羟基丙酮酸。

上述应用中，

1)所述应用的底物为羟基乙醛或乙二醇；

2)所述应用的底物为L-赤藓酮糖；

3)所述应用的底物为羟基乙醛；

或，各自酶的相关生物材料为能够表达所述各自酶的编码核酸分子，或含有所述各自核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；

或，所述表达各个酶编码核酸的重组菌为将表达各个酶编码核酸导入宿主细胞中得到重组菌；

具体的，所述表达各个酶编码核酸是通过重组载体的形式导入到所述宿主细胞中的；

更加具体的，所述重组载体为携带有各个酶编码核酸的细菌质粒、噬菌体、酵母质粒或逆转录病毒包装质粒。

上述应用中，

所述宿主细胞为原核细胞或低等真核细胞；

具体的，所述原核细胞为细菌；所述低等真核细胞为酵母细胞；

更加具体的，所述细菌为大肠杆菌。

本发明另一个目的是提供一种生产L-赤藓酮糖的方法。

本发明提供的方法，为如下1)或2)：