[发明专利]新型岩藻糖异构酶及使用其生产岩藻糖的方法

说明书

本发明涉及一种新型岩藻糖异构酶和使用该酶生产岩藻糖的方法。更具体地，在L‑岩藻糖和L‑墨角藻糖之间的可逆反应中，来源于从鲍鱼肠中分离的拉乌尔菌属(Raoultella sp.)KDH 14菌株的L‑岩藻糖异构酶有利于从L‑墨角藻糖向L‑岩藻糖进行的反应，因此本发明提供了将L‑岩藻糖异构酶应用于L‑岩藻糖生产的效果。

技术领域

本发明涉及一种岩藻糖异构酶及使用该岩藻糖异构酶生产岩藻糖的方法，该岩藻糖异构酶可逆地催化L-岩藻糖和L-墨角藻糖之间的异构化反应并来源自从鲍鱼肠中分离的新拉乌尔菌属(Raoultella sp.)KDH 14菌株。

背景技术

L-岩藻糖(6-脱氧-L-半乳糖)是一种存在于从细菌到人类的多种生物体中的稀少糖。例如，L-岩藻糖以人乳寡糖(Human milk oligosaccharide，HMO)或糖蛋白的形式存在，并且还作为微生物胞外多糖(Exopolysaccharide，EPS)和海藻的成分存在。L-岩藻糖因其多种生理活性特性，在医药领域可用作抗炎、抗肿瘤和增强免疫的药物，在化妆品行业可用作美白剂、皮肤保湿剂和抗衰老剂，或可用作营养素。由于L-岩藻糖具有多种生理活性，因此L-岩藻糖可应用于各个领域，如制药、医学、食品及化妆品。

对于工业应用，L-岩藻糖可通过三种主要方法(多糖水解、化学和酶促合成)生产。首先，水解多糖的方法是通过用酸或酶处理含有岩藻糖的海藻或微生物的胞外多糖来获得岩藻糖的方法。其次，化学合成是一种使用化学品从廉价的糖类如D-半乳糖或D-甘露糖来合成L-岩藻糖的方法。上述两种方法的缺点是收率低，产生副产品，并且需要大量的劳动。也就是说，经济效益低。相比之下，酶促合成法可特异性生产L-岩藻糖，对环境友好，被认为具有成本效益。基于酶法合成L-岩藻糖的主要的已知方法有两种，L-墨角藻糖作为中间体参与这两种反应。一种是基于L-岩藻糖代谢过程中的醛醇反应的方法，经乳醛与二羟丙酮磷酸(Dihydroxyacetone phosphate，DHAP)发生醛醇反应，再经酸性磷酸酶去磷酸化，产生L-墨角藻糖。二是酶化学法，首先使用D-半乳糖为起始原料，通过化学方法合成L-岩藻糖醇，然后将L-岩藻糖醇通过脱氢酶转化为L-墨角藻糖。这两种方法都需要L-岩藻糖异构酶(EC 5.3.1.25)将中间体L-墨角藻糖(L-fuculose)转化为L-岩藻糖。L-FucI是一种酮醇异构酶，其催化L-岩藻糖和L-墨角藻糖之间的相互转化。L-岩藻糖和L-墨角藻糖之间的反应是可逆的，由于达到平衡状态，增加L-岩藻糖的产量是有限的。因此，使用有利于逆反应(即从L-墨角藻糖到L-岩藻糖的反应)的L-FucI，有利于L-岩藻糖的酶促生产。尽管如上所述的酶法很有吸引力，但迄今为止只有两个案例研究了L-岩藻糖和L-墨角藻糖之间的可逆反应。尽管研究案例更有利地催化了逆反应，但他们没有研究将L-墨角藻糖作为底物。事实上，为了提高异构酶在L-岩藻糖合成中的适用性，需要使用L-墨角藻糖作为底物进行研究，但尚未报道过此类研究。因此，重要的是发现一种以逆反应为主的新型异构酶，检查该异构酶的可逆反应，并使用L-墨角藻糖为底物来研究生化性质。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种使用岩藻多糖作为碳源的从鲍鱼肠中分离的新微生物。

本发明的另一个目的是提供一种新型L-岩藻糖异构酶及其制备方法，该L-岩藻糖异构酶从所述微生物中分离出来，并有利于L-岩藻糖和L-墨角藻糖之间的可逆反应中L-墨角藻糖向L-岩藻糖的转化反应。

本发明的再一个目的是提供一种使用该新微生物和来源自该新微生物的L-岩藻糖异构酶生产L-岩藻糖的方法。

技术方案

为了实现该目的，本发明提供了一种L-岩藻糖异构酶，其包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列并有利于L-墨角藻糖和L-岩藻糖之间的可逆反应中L-墨角藻糖向L-岩藻糖的转化反应。

本发明还提供了一种编码L-岩藻糖异构酶的核酸分子。