[发明专利]一种谷氨酸脱氢酶突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种谷氨酸脱氢酶突变体及其应用，属于酶工程和微生物工程技术领域。采用本发明提供的方法提供了一种全新的生物法合成(R)‑4‑氨基戊酸的方法；野生型谷氨酸脱氢酶无可测量的催化活力，而本发明的突变体均有催化活力，并且突变体K116S/N348L，K116E/N348M，K116Q/N348M的催化活力分别可达1.87U/mg，3.16U/mg，4.55U/mg，证明本发明的技术方案实现了4‑氧代戊酸的催化活力从无到有并提高的过程，并且本发明所提供的生物法合成(R)‑4‑氨基戊酸绿色、环保、高效，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种谷氨酸脱氢酶突变体及其应用，属于酶工程和微生物工程技术领域。

背景技术

SacubitriI是抗心衰药物entrento的一个有效成分药物，一脑啡肽酶抑制剂，它和缬沙坦，血管紧张素Ⅱ受体阻断剂组成的复方制剂，用以减少风险心力衰竭患者的心血管死亡及住院治疗慢性心力衰竭(NYHAII-IV级)和射血分数降低。光学纯的(R)-4-氨基戊酸是化合物Sacubitril的手性砌块；此外(R)-4-氨基戊酸本身是一种γ-氨基酸，可用于合成具有生理活性或特殊结构杂交肽的研究；这使得(R)-4-氨基戊酸具有重要的应用价值。利用工程谷氨酸脱氢酶对4-氧代戊酸进行不对称还原胺化是生产(R)-4-氨基戊酸具潜力的绿色反应。谷氨酸脱氢酶只消耗廉价的还原剂即可一步催化4-氧代戊酸生成(R)-4-氨基戊酸，其副产物仅为水，其产物的ee值达到95％以上。

到目前为止，还尚未看到(R)-4-氨基戊酸的生物合成途径报道。在化学法合成中，往往存在过程繁琐，产物光学纯度低的问题。因此，急需找到一种高效的生物法合成(R)-4-氨基戊酸的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种谷氨酸脱氢酶突变体，所述突变体为以下(1)-(9)任一：

(1)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的谷氨酸脱氢酶的第116位氨基酸赖氨酸及第348位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(2)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的谷氨酸脱氢酶的第114位氨基酸赖氨酸及第348位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(3)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的谷氨酸脱氢酶的第114位氨基酸赖氨酸及第349位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(4)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示的谷氨酸脱氢酶的第112位氨基酸赖氨酸及第344位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(5)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示的谷氨酸脱氢酶的第104位氨基酸赖氨酸及第326位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(6)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示的谷氨酸脱氢酶的第102位氨基酸赖氨酸及第338位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(7)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示的谷氨酸脱氢酶的第101位氨基酸赖氨酸及第340位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(8)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示的谷氨酸脱氢酶的第102位氨基酸赖氨酸及第346位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的；

(9)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.9所示的谷氨酸脱氢酶的第113位氨基酸赖氨酸及第349位氨基酸天冬酰胺进行突变得到的。

在本发明的一种实施方式中，所述突变体为以下(1)-(9)任一：

(1)将出发氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的谷氨酸脱氢酶的第116位氨基酸由赖氨酸突变为丝氨酸，并将第348位氨基酸由天冬酰胺突变为亮氨酸，命名为K116S/N348L；