[发明专利]用于生产己糖的固定化酶组合物

说明书

本发明涉及用于制备己糖的固定化酶组合物。己糖包括例如塔格糖、阿洛酮糖、果糖、阿洛糖、甘露糖、半乳糖、阿卓糖、塔罗糖、山梨糖、古洛糖、艾杜糖和肌醇。本发明还涉及通过使淀粉衍生物与本发明的固定化酶组合物接触，由糖类制备己糖的酶促方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年7月17日提交的美国申请No.62/875,321和2019年10月22日提交的美国申请No.62/924,323的优先权，它们的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及使用固定化酶组合物制备己糖单糖。更具体地说，本发明涉及从糖类(例如多糖、寡糖、二糖、蔗糖、D-葡萄糖和D-果糖)制备D-己糖(或己糖)的方法，包括通过固定化酶催化的一个或多个酶促步骤将果糖6-磷酸转化为己糖的步骤。

背景技术

己糖是具有六个碳原子的单糖。己糖包括例如塔格糖、阿洛酮糖、果糖、阿洛糖、甘露糖、半乳糖、阿卓糖、塔罗糖、山梨糖、古洛糖、艾杜糖和肌醇。己糖用于许多行业，显然在制药行业、生物技术以及食品和饮料行业有着多种应用。己糖可以使用酶法由糖类，例如单糖、寡糖、淀粉、淀粉衍生物、纤维素等制备。基于溶液的酶法在已公布的PCT申请WO 2018/169957、WO 2017/059278和WO 2018/112139中进行了描述，这些申请通过引用并入本文中。

酶法的商业发展对于增加利用绿色化学，从而减少合成对环境影响的工业过程数量非常重要。已经开发了许多用于商业生产的酶法(例如，PCT申请WO 2018/169957、WO2017/059278和WO 2018/112139)，但是当这些方法用于低成本产品(例如替代甜味剂)时，酶的使用成本妨碍这些方法的商业化。这个问题的常见解决方案是将酶固定在载体上(例如，WO 2016/160573)。固定在载体上使得酶可以多批次重复使用或用于连续过程。酶的重复使用大大降低了每公斤产品的酶使用成本，这对于商业可行性非常重要。酶的固定方法有许多种，但特定过程优选哪种方法并没有固定的规则(Datta et al.,Enzymeimmobilization:an overview on techniques and support materials.3Biotech(2013),3:1-9)。因此，对于每个过程必须开发独特的解决方案。

正如本领域熟悉的那样，商业过程中使用的酶可以吸附在通常用于提高功能性的不溶性有机或无机载体上。这些载体包括聚合载体如琼脂糖、甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、酚醛树脂或葡聚糖，以及无机载体如玻璃、金属或碳基材料。这些材料通常具有比较大的表面积-体积比和促进固定化酶的附着及活性的特殊表面。酶可能通过共价、离子或疏水相互作用附着在这些固体载体上。酶还可以通过基因工程相互作用来固定，例如共价融合到另一种对固体载体具有亲和力的蛋白质或肽序列上，最常见的是多组氨酸序列。酶可以直接附着在表面或表面涂层上，或者它们可以附着在表面或表面涂层上已经存在的其他蛋白质上。酶可以全部固定在一种载体上、固定在单独的载体上或这两者的组合(例如，每个载体两种酶然后混合这些载体)。这种改变可以均匀混合或在规定的层中混合，从而优化连续反应器的周转率。这些酶可以均匀混合或在规定层或区域中混合，从而优化周转率。例如，反应器开始可能有一层aGP以确保初始G1P的高增加。酶可以全部固定到一种载体珠上，每种酶固定在单独的载体珠上，或多种酶固定在载体珠上。类似地，可以使用一种或多种固定方法在一个过程中将酶固定在特定载体或多种载体上。

需要己糖生产的改进方法，从而允许可放大规模和可重复使用的酶组合物，同时实现所需己糖的高产率。

发明内容

本发明涉及用于制备己糖的固定化酶组合物。己糖包括例如塔格糖、阿洛酮糖、果糖、阿洛糖、甘露糖、半乳糖、阿卓糖、塔罗糖、山梨糖、古洛糖、艾杜糖和肌醇。本发明的固定化酶组合物包括、基本上由或由至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种载体、至少七种或至少八种固定化在至少一种载体或载体混合物上的以下酶组成：