[发明专利]塔格糖的酶法生产

说明书

本发明公开了制备塔格糖的改进方法，其包括步骤：由F6PE催化将F6P转化为T6P；由T6PP催化将T6P转化为塔格糖，使用与以前在生产塔格糖的方法中使用的F6PE和T6PP相比具有更高活性的酶。

相关申请案的交叉引用

本申请要求2018年10月19日提交的美国申请号62/747,877和于2019年1月10日提交的美国申请号62/790,788的优先权，每个均通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及与D-塔格糖生产有关的生物技术领域。更具体地说，本发明提供了能够将糖类(如多糖、寡糖、二糖、蔗糖、D-葡萄糖和D-果糖)酶促转化为D-塔格糖的改进的D-塔格糖制备方法。

背景技术

D-塔格糖(以下称为塔格糖)是一种低热量的天然甜味剂，其甜度是蔗糖的92％，但仅有38％的卡路里。由于其高昂的售价，其作为甜味剂的用途受到限制。塔格糖具有无数的健康益处：它不致龋齿；低热量；具有非常低的血糖指数(血糖指数为3)；可使葡萄糖的血糖指数降低20％；可以降低平均血糖水平；通过促进高密度脂蛋白(HDL)胆固醇，来帮助预防心血管疾病、中风和其他血管疾病；是经过验证的益生元和抗氧化剂(Lu et al.,Tagatose,a New Antidiabetic and Obesity Control Drug,Diabetes Obes.Metab.10(2):109-34(2008))。因此，塔格糖显然在消费品和各种工业中具有多种应用，如制药、生物技术、学术、食品、饮料、膳食补充剂和食品杂货行业。

塔格糖主要通过乳糖酶水解乳糖以形成D-葡萄糖和D-半乳糖来生产(参见WO2011/150556、CN 103025894、US 5,002,612、US 6,057,135和US 8,802,843)。然后将D-半乳糖在碱性条件下经氢氧化钙化学异构化，或在中性pH条件下经L-阿拉伯糖异构酶酶促异构化，生成D-塔格糖。最终产物通过过滤和离子交换色谱法相结合进行分离。这种方法由于分离D-葡萄糖和D-半乳糖成本高、产品收率低而受到影响。目前正在开发几种通过微生物细胞发酵的方法，但是由于它们依赖于昂贵的原料(如半乳糖醇和D-阿洛酮糖)，低产品产量和昂贵的分离成本，没有一种方法被证明是可行的替代方法。制备塔格糖的其他方法也已有报道。参见，如Lee et al.,Scientific Reports|7:1934|DOI:10.1038/s41598-017-02211-3,pp.1-8；美国专利公开号2018/0023073；国际专利申请公布号WO 2014/196811、WO2018/004310、WO 2018/021894、WO 2018/182344、WO 2018/182345、WO 2018/182354、WO2018/182355和WO 2016/064146。

最近，国际专利申请公布号WO 2017/059278描述了塔格糖的酶合成，该方法涉及将果糖-6-磷酸(F6P)经果糖-6-磷酸差向异构酶催化转化为塔格糖-6-磷酸(T6P)的步骤，以及将T6P经塔格糖-6-磷酸磷酸酶催化转化为塔格糖的步骤。然而，尽管酶法塔格糖的生产有所改进，但是仍然希望和需要提供生产塔格糖的进一步改进的方法，例如，该方法可以以较低的酶使用量提供更高的产率量。降低塔格糖生产的成本具有强烈的工业和商业利益，这种降低涉及减少酶的使用量和使用比之前使用的酶更有效的酶的组合。

发明内容