[发明专利]纯化唾液酸化的低聚糖的方法

说明书

公开了一种从发酵液、细胞裂解物或生物催化的反应混合物中纯化唾液酸化的低聚糖以获得大量高纯度的所需的唾液酸化的低聚糖的方法。所述方法特别适于从使用重组细菌细胞或酵母细胞的微生物发酵中大规模、经济地纯化唾液酸化的人乳低聚糖(例如3’‑唾液酸乳糖、6’‑唾液酸乳糖或唾液酸化的乳‑N‑四糖衍生物)。所得的材料具有高纯度且可用于食品或医药应用，例如医药营养产品、婴儿配方物、膳食补充剂、一般营养产品(例如乳制饮料)。

本发明涉及唾液酸化的低聚糖的纯化。更具体而言，本发明涉及从发酵液、澄清化的细胞裂解物或反应混合物中纯化唾液酸化的低聚糖，特别是唾液酸化的人乳低聚糖(sHMO)。

背景技术

人乳是碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和微量元素的复杂混合物。碳水化合物是迄今为止最丰富的级分，其可进一步分成乳糖和更复杂的低聚糖——所谓的人乳低聚糖(HMO)。尽管乳糖用作能量来源，但是复杂的低聚糖不被婴儿代谢。复杂的低聚糖级分占总碳水化合物级分的最高达10％，可能由多于150种不同的低聚糖组成。这些复杂的低聚糖的存在和浓度是人类特有的，并且因此不能在其他哺乳动物(例如驯养的产奶动物)的乳中大量发现。

这些复杂的低聚糖在人乳中的存在已经已知很长时间，并且这些低聚糖的生理功能已成为医学研究的主题持续数十年(Gura,T.(2014)Science345：747-749；Kunz，C.Egge，H.(2017)在：Prebioties and Probiotics in Human Milk.编辑McGuire，M.K；McGuire，M.A.Bode，L.Elsevier，London第3-16页)。对于一些较丰富的HMO，已鉴定出特定的功能(Bode，L.(2012)Glycobiology 22：1147-1162.；Bode，L.和Jantscher-Krenn，E.(2012)Adv.Nutr.3：383S-391S；Morrow等人(2004)J.Pediatr.145：297-303)。

各HMO的有限供应以及不能获取足够量的这些分子，导致基于化学合成的方法的发展，以产生这些复杂分子中的一些。然而，HMO的化学合成，以及酶促合成和基于发酵的制备均已证明极具挑战性。迄今为止，很难实现具有足以用于食品应用的质量的HMO的大规模制备。特别地，HMO如2’-岩藻糖基乳糖(WO 2010/115935 A1)的化学合成需要几种有毒的化学物质，其可能污染最终产物。

HMO化学合成的缺点导致了几种酶促方法和基于发酵的方法的发展(Miyazaki等人，(2010)Methods in Enzymol.480：511-524；Murata等人，(1999)Glycoconj.J.16：189-195；Baumgartner等人(2013)Microb.Cell Fact.12：40；Lee等人，(2012)Microb.CellFact.11：48；US 7,521,212 B1；Albermann等人，(2001)Carbohydr.Res.334：97-103；Fierfort，N.和Samain，E.(2008)J.Biotechnol.134：216-265)。然而，这些方法倾向于产生低聚糖的复杂混合物，使得所需产物被起始物料如乳糖，以及中间体、不需要的副产物(例如源自某些糖基转移酶的副活性的副产物)和底物如各单糖和多肽污染。

从低聚糖混合物中纯化各低聚糖的现有技术方法在技术上是复杂的，难以扩大规模并且对于食品应用而言是不经济的。已经开发了工业规模的方法以从乳清或糖蜜中分别纯化二糖乳糖和蔗糖，但是这些方法涉及复杂且产率低的多个结晶步骤。然而，乳清和糖蜜是“食品级”产品，其复杂性和监管挑战性远不及由重组细菌或重组酵母发酵方法获得的发酵液。