[发明专利]一种腺苷酸环化酶制备环磷酸腺苷的方法

说明书

本方案公开了一种腺苷酸环化酶制备环磷酸腺苷的方法，该方法包括：以腺苷酸环化酶为催化剂，以三磷酸腺苷为底物，在Mg²⁺的存在下，获得含有环磷酸腺苷的反应液；其中，所述腺苷酸环化酶具有如SEQ ID NO.14所示的氨基酸序列，该种腺苷酸环化酶的稳定性好，在中低温时的半衰期长，能够在中等温度下高效的一步催化ATP生成cAMP，其对底物的转化率达到90％以上，具有工业简单、条件温和、周期短、副产物少等优点，而且清洁无污染，能够实现cAMP生产过程的节能、降耗、减排。

技术领域

本发明涉及生物催化领域，具体涉及一种腺苷酸环化酶制备环磷酸腺苷的方法。

背景技术

环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，简称cAMP)是人体内广泛存在的一种具有重要生理活性的物质，其作为细胞内的第二信使，对糖代谢、脂肪代谢、核酸合成、蛋白质合成等发挥着重要的调节作用。临床上cAMP用于治疗慢性充血性心力衰竭、肺心病、心肌梗死、心肌炎及心源性休克；对改善风湿性心脏病的心悸、气急、胸闷等症状有一定的作用；可提高急性白血病结合化疗的疗效,亦可用于急性白血病的诱导缓解；此外,对老年慢性支气管炎、各种肝炎和银屑病也有一定疗效。cAMP也可作为药物中间体制备二丁酰环磷酸腺苷和环磷酸腺苷葡甲胺,提高脂溶性，从而发挥更有效的生理及药理作用。cAMP亦可用于畜禽饲料添加剂，在离体条件下模拟生长激素的作用,促进畜禽生长,增加优质禽产品产量。

cAMP的生产方法有化学合成法、发酵法和酶法三种，目前国内外产业化生产全部采用以AMP为原料的化学合成法。化学合成法所涉及的试剂昂贵,且采用大量的吡啶作为溶剂，对人体的皮肤及呼吸道有刺激性,对人体危害很大,并造成环境污染,而且合成对工艺要求很高。生产原料和试剂价格较高、生产成本偏高。利用液化短杆菌、小杆菌、棒状杆菌、节杆菌等以发酵法制备cAMP也存在限制，如产率较低。

酶法即以腺苷酸环化酶为酶源或以含有腺苷酸环化酶的重组菌为催化剂催化生产cAMP，腺苷酸环化酶(E.C.4.6.1.1)在Mg²⁺参与下，可催化ATP生成cAMP和PPi，是cAMP生物合成的关键酶，但目前对腺苷酸环化酶的高效表达机制尚未弄清，离子环境与细胞活性的关系以及调节机制还有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种腺苷酸环化酶制备环磷酸腺苷的方法，该方法能够有效催化三磷酸腺苷生成环磷酸腺苷，使用的催化剂腺苷酸环化酶的稳定性好，在中等温度时的半衰期长，在催化过程中表现出良好的催化活性和稳定性，对底物的转化率高。

为达到上述目的，技术方案如下：

一种腺苷酸环化酶制备环磷酸腺苷的方法，该方法包括：

以腺苷酸环化酶为催化剂，以三磷酸腺苷为底物，在Mg²⁺的存在下，获得含有环磷酸腺苷的反应液；

其中，所述腺苷酸环化酶具有如A1)、A2)、A3)、A4)、A5)或A6)所示的氨基酸序列：

A1)氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示；

A2)氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示；

A3)氨基酸序列如SEQ ID NO.14所示；

A4)对A1)所限定的氨基酸序列进行一个或多个氨基酸的缺失、插入或替换得到的具有95％以上的同源性的多肽片段或其突变体；

A5)对A2)所限定的氨基酸序列进行一个或多个氨基酸的缺失、插入或替换得到的具有95％以上的同源性的多肽片段或其突变体；

A6)对A3)所限定的氨基酸序列进行一个或多个氨基酸的缺失、插入或替换得到的具有95％以上的同源性的多肽片段或其突变体。