[发明专利]一种高产含有L-Val结构单元的化合物的菌株△mfnH

说明书

本发明公开了氨基转移酶和异构酶在催化形成L‑allo‑Ile中的应用。所述的氨基转移酶为氨基转移酶DsaD或氨基转移酶MfnO，所述的异构酶为异构酶DsaE或异构酶MfnH，所述的氨基转移酶DsaD的氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示，所述的异构酶DsaE的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，所述的氨基转移酶MfnO的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，所述的异构酶MfnH的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。本发明公开了由氨基转移酶和异构酶组成的酶对在催化形成L‑别异亮氨酸或L‑异亮氨酸中的应用。从而在酶学水平上解释L‑allo‑Ile的生物合成机制奠定了重要的基础。L‑allo‑Ile生物合成酶学机制的解释，将为利用绿色的酶学方法制备L‑allo‑Ile，以及对枫糖尿症的诊断和治疗具有重要的实用意义。

本申请是申请日：2015年10月10日，申请号：201510651516.7，发明名称：氨基转移酶和异构酶在催化形成L-allo-Ile中的应用的专利申请的分案申请。

技术领域：

本发明属于基因工程和生物催化技术领域，具体涉及一类由磷酸吡哆醛(pyridoxal 5’-phosphate,PLP)依赖的氨基转移酶(PLP-linked aminotransferase)和一种新型异构酶(isomerase)组成的酶对，在共同协作催化形成L-别异亮氨酸(L-allo-Ile)中的应用。

背景技术：

异亮氨酸具有两个不对称中心，因此存在着4种立体异构体：L-异亮氨酸(L-Ile)、D-异亮氨酸(D-Ile)、L-别异亮氨酸(L-allo-Ile)和D-别异亮氨酸(D-allo-Ile)，其对应关系如图1所示。除L-Ile之外，D-Ile，L-allo-Ile和D-allo-Ile均属于非蛋白质氨基酸，其在自然界中的存在已有相关报道。其中，L-allo-Ile由于其在自然界中的广泛存在及重要科学意义，而引起了科学家们的特别关注。L-allo-Ile于1985年首次被报道发现，在随后的研究中，发现其除了存在于植物中，还可以作为结构单元存在于大量的环肽抗生素，如来源于真菌的aureobasidin A，cordyheptapeptides和aspergillicin E，以及来源于放线菌的globomycin，cypemycin，desotamides和marformycins(结构如图2)。有趣的是，L-allo-Ile还被发现存在于人体血浆中，在健康人群的血浆中，L-allo-Ile的浓度很低，处于几乎可以被检测的浓度水平；然而，在患有常染色体隐性遗传病——枫糖尿症(maple syrup urinedisease)的病人血浆中，L-allo-Ile却因为病人的代谢缺陷而得到累积，浓度达到5μM以上，因此，L-allo-Ile在血浆中的浓度水平已经作为诊断枫糖尿症的重要手段之一。

L-allo-Ile与蛋白质氨基酸L-Ile的结构非常相似，L-allo-Ile与L-Ile的差别在β位的碳原子上的甲基的构象不同。尽管L-allo-Ile在结构上与L-Ile非常相似，以及在自然界中广泛存在，但目前为止，生命体是如何生物合成L-allo-Ile这种非蛋白质氨基酸，以及在此过程当中涉及的酶和酶促反应机制，还是一个未解之谜。

Desotamides和marformycins从分别从南海深海来源的链霉菌Streptomycesscopuliridis SCSIO ZJ46和Streptomyces drozdowiczii SCSIO 10141分离纯化得到的两类环肽类抗生素，研究表明，desotamides对革兰氏阳性细菌具有较好的抑制活性，而marformycins对痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)具有较好的抑制作用，是较好的用于治疗痤疮药物的先导化合物。更为重要的是，这两类环肽化合物结构中，均含有非蛋白质氨基酸结构单元L-allo-Ile。目前，desotamides和margormycins的生物合成基因簇己经被克隆，以上研究结果为我们在酶学水平上解释L-allo-Ile的生物合成机制奠定了重要的基础。L-allo-Ile生物合成酶学机制的解释，将为利用绿色的酶学方法制备L-allo-Ile，以及对枫糖尿症的诊断和治疗具有重要的实用意义。