[发明专利]多磷酸依存性葡萄糖激酶与用其制备葡萄糖-6-磷酸的方法

说明书

本申请案是有关于一种稳定性优异的高温性及耐热性的新的多磷酸依存性葡萄糖激酶、包含所述葡萄糖激酶的组成物及使用所述葡萄糖激酶制备葡萄糖‑6‑磷酸的方法。

技术领域

本发明是有关于一种新的多磷酸依存性葡萄糖激酶、包含所述葡萄糖激酶的组成物及使用所述葡萄糖激酶制备葡萄糖-6-磷酸的方法。

背景技术

葡萄糖-6-磷酸(D-glucose 6-phosphate)为生物体代谢中解糖途径(glycolysispathway)及五碳糖磷酸途径(pentose phosphate pathway)中的主要磷酸化产物。由于葡萄糖-6-磷酸能够转换成各种代谢产物，因此其于产业中是非常有用的化合物。对于利用通过一系列的多种酶反应自葡萄糖-6-磷酸来生产高附加值化合物的生物制程来说，开发经济性的制备葡萄糖-6-磷酸的方法是非常重要的。

至今为止，为了利用酶来直接制备葡萄糖-6-磷酸，已知有如下方法：使用葡萄糖作为原料及分别利用二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)或三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)作为磷酸基供给体的ADP依存性葡萄糖激酶(ADP-dependentglucokinase，EC 2.7.1.147)或ATP依存性葡萄糖激酶(ATP-dependent glucokinase，EC2.7.1.2)，或使用利用葡萄糖及磷酸(phosphate)的聚合物的多磷酸(polyphosphate，Poly(Pi)_n)作为原料的多磷酸依存性葡萄糖激酶(Poly(Pi)_n-dependent glucokinase，EC2.7.1.63)。

根据使用ADP/ATP依存性葡萄糖激酶的方法，是将ADP或ATP的磷酸基转移至葡萄糖而生产葡萄糖-6-磷酸(参看反应式1与图2)。此方法的缺点为需要高价的ADP或ATP。作为解决该缺点的方法，已知有于单磷酸腺苷(adenosine monophosphate，AMP)或ADP中同时使用利用Poly(Pi)_n作为磷酸基供给体的多磷酸-二磷酸腺苷磷酸转移酶(polyphosphate-AMP/ADP phosphotransferase)而使ATP再生的方法，但因AMP、ADP及ATP的稳定性不高等问题而于实用化方面存在限制。

[反应式1]

使用多磷酸依存性葡萄糖激酶的方法是将Poly(Pi)_n的磷酸基转移至葡萄糖而直接生产葡萄糖-6-磷酸的方法(参看反应式2与图3)，此方法可使用低价且稳定的Poly(Pi)_n而直接生产葡萄糖-6-磷酸。因此，就制程的经济实用化方面而言，可谓优于使用ADP/ATP依存性葡萄糖激酶来生产葡萄糖-6-磷酸的制备方法。

[反应式2]

发明内容

发明所解决的课题

本发明是有关于一种新的多磷酸依存性葡萄糖激酶、包含所述酶的组成物及使用所述葡萄糖激酶生产葡萄糖-6-磷酸的方法。对于特定化合物的酶的制备制程的效率来说，酶的稳定性可谓非常重要的特性。然而，至今为止，与本发明相关的已知多磷酸依存性葡萄糖激酶局限于部分微生物中，这些经分离的酶大多是来源于中温性微生物的酶，而被指出为热稳定性较低(表1)。为解决该问题，本发明提供一种源自嗜热微生物的稳定性优异的高温性及耐热性的新的多磷酸依存性葡萄糖激酶、包含所述酶的组成物及使用所述葡萄糖激酶生产葡萄糖-6-磷酸的方法。

[表1]