[发明专利]一种工业提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种工业提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的方法，属于酶制剂技术领域。本发明首先在谷氨酰胺转胺酶发酵液中添加盐、糖类或其衍生物、蛋白质、醇类等外源性物质，用乙醇对所述发酵液进行沉淀得到沉淀物；向所述沉淀物中加入氨基酸或麦芽糊精，混合均匀；经喷雾干燥后，得到谷氨酰胺转胺酶酶制剂粉末。通过多种外源性物质的协同作用，有效地提高了酶活收率。本发明方法操作简单，对谷氨酰胺转胺在加工过程及贮藏过程中，由于受到外界环境因素造成的酶活下降程度有显著缓解作用。

技术领域

本发明涉及一种工业提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的方法，属于酶制剂技术领域。

背景技术

谷氨酰胺转胺酶(简称TGase，EC 2.3.2.13)是一种硫醇酶，通过诱导肽段之间ε-(γ- 谷氨酸)赖氨酸键作用，催化蛋白的铰链形成网状结构，从而提高蛋白质的水溶性、起泡性、乳化性和热稳定性，特殊的催化能力使TGase广泛应用于食品、纺织、生物医药材料工程等领域。

随着生物技术和酶工程技术在工业领域的普遍应用，酶蛋白所具有的特异活性构象，在加工过程及贮藏过程中，由于受到外界环境因素的影响，当环境改变或一些基团的相互作用被削弱时，容易引起没结构的崩溃以及构象杂乱化。酶的空间结构一旦遭到破坏，活性中心的构象也随之改变，最终导致酶失活。TGase主要是由微生物发酵制成，其提取纯化工艺需在低温下进行，所以温度是影响TGase酶活的重要因素。冷冻干燥的方法生产谷氨酰胺转胺酶虽然能避免高温造成的酶失活问题，但是成本高，耗时长，且销售和应用都需在低温下进行。采用喷雾干燥的方式虽然容易造成因温度控制不当产生的酶失活现象，但其成本低廉，耗时短，便于室温销售及应用，更有利于工业化应用。

目前，已有文献报道了一些通过添加外源物质，比如盐、糖类及其衍生物、氨基酸等来提高谷氨酰胺转胺酶热稳定性的方法。比如，CN102399771A公开了一种提高谷氨酰胺转胺酶热稳定性的方法，具体是：取酶活为25u/ml的茂原轮链丝菌(Streptoverticilliummobaraense) 发酵液200ml，加入8g氯化钠(4％w/v)和2g麦芽糖醇(1％w/v)，搅拌直至完全溶解，静置30分钟。添加体积比为1:1的乙醇对酶进行沉淀，在4℃低温静置10分钟。离心，弃上清液，取沉淀物，称重为5g。在沉淀物中加入5g甘氨酸，搅拌均匀，静置30分钟。放入真空干燥箱，37℃，干燥4小时，所得酶粉为谷氨酰胺转胺酶的酶制剂；该方法虽然可以达到较高的酶活收率(91％)，但是其使用的干燥方法为真空干燥，不适合工业化应用；如果将该方法中的外源性物质添加到发酵液中采用喷雾干燥方法来制备酶制剂，那么酶活收率将会大幅度下降，因为喷雾干燥的温度(进风温度150-180℃，出风温度55-70℃)远远高于真空干燥(37℃)的温度。也有一些文献报道了通过外源添加物复配来提高其他种类的酶的热稳定性的报道，然而不同种类的酶，其无论是在酶结构、酶性能上面都有比较大的差异，适合其他酶的方法不一定适合谷氨酰胺转胺酶。

因此，有必要一种提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的、可工业化的方法。

发明内容

本发明提供了一种提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的方法，解决了现有技术中因谷氨酰胺转胺酶的生产方法中所存在的由温度变化引起的酶活力及热稳定性下降，以及由于其他环境因素造成的酶活下降问题。本发明方法，通过在谷氨酰胺转胺酶发酵液中同时添加盐、糖类及其衍生物、氨基酸、蛋白质、醇类等多种外源性物质，通过外源性物质的协同作用，有效地提高谷氨酰胺转胺酶的贮藏稳定性。本发明方法对谷氨酰胺转氨酶的耐热性有大幅度提高，使得酶制剂在生产与销售过程中减少酶活损失，提高收率，且适合于工业化生产。

本发明的一种工业提高谷氨酰胺转胺酶贮藏稳定性的方法，在谷氨酰胺转胺酶发酵液中同时添加盐、糖类或其衍生物、蛋白质、醇类这4种外源性物质，用乙醇对所述发酵液进行沉淀得到沉淀物；向所述沉淀物中加入氨基酸和/或麦芽糊精，混合均匀；经喷雾干燥后，得到谷氨酰胺转胺酶酶制剂粉末。

在一种实施方式中，所述发酵液中谷氨酰胺转胺酶的酶活为10-30U/mL。