[发明专利]一种短链醇脱氢酶及其应用

说明书

本发明公开了一种短链醇脱氢酶及其应用，属于生物工程技术领域。本发明从醉蝶花(Tarenayahassleriana)中得到了一种短链醇脱氢酶，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述短链醇脱氢酶可以还原多种羰基化合物，且对其具有优异的亲和力，所述羰基化合物包括丙醛、戊醛、辛醛、3‑甲基丁醛、苯甲醛、3‑甲硫基丙醛、2,5‑二氯烟醛、2,4‑二甲基‑3‑戊酮、3‑甲基环己酮、(‑)‑香芹酮、(+)‑香芹酮、(‑)‑樟脑、(‑)‑樟脑、(‑)‑樟脑醌、4‑氯乙酰乙酸乙酯等，能适用于多种工业生产场景，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种短链醇脱氢酶及其应用，属于生物工程技术领域。

背景技术

羰基化合物的催化加氢是一类重要的反应。在生物体内，催化羰基化合物还原的酶统称为羰基还原酶(EC 1.1.1 184)，主要分为以下几类：短链脱氢酶/还原酶家族(Short-chain dehydrogenases/reductases，SDR)、醛酮还原酶家族(Aldo-ketoreductase superfamily，AKR)、锌依赖性醇脱氢酶/还原酶家族(Zinc-dependent alcoholdehydrogenases，ADH)。其中，SDR家族功能比较分化，短链醇脱氢酶是在催化加氢功能中比较具有代表性的成员，无金属依赖性。

短链醇脱氢酶，在植物、动物和微生物体内广泛存在。在对羰基化合物还原应用中，以微生物来源的醇脱氢酶研究居多。由于在初级和次级代谢中扮演着多样的角色，SDR在植物中代表性更高(A multisubstrate reductase from Plantago major:structure-function in the short chain reductase superfamily.Sci Rep.2018；8(1):14796)。目前许多SDRs已经被表征以用于阐明代谢途径，其中大多数SDR对羰基化合物有较宽泛的还原。比如，玫瑰苯乙醛还原酶PAR主要还原几种单萜以及芳族羰基化合物，对乙醛也有还原活性(Functional characterization of rose phenylacetaldehyde reductase(PAR),anenzyme involved in the biosynthesis of the scent compound 2-phenylethanol.JPlant Physiol.2011；168(2):88-95.)。另外，豌豆SAD短链脱氢酶/还原酶催化多种醌和芳族羰基化合物的还原，但仅限于这两类化合物(The pea SAD short-chaindehydrogenase/reductase:quinone reduction,tissue distribution,andheterologous expression.Plant Physiol.2011；155(4):1839-50)。但尚未有可同时还原脂肪族羰基化合物、芳香族化合物、醌以及萜烯酮的SDR。因此，在植物中挖掘具有更优异催化性能以及更广底物范围的短链醇脱氢酶是新型生物催化剂开发的一个有利方向，具有重要的研究意义和实际应用价值。

发明内容

针对目前发现的SDR催化性能不强、底物谱窄、所能应用的范围较小等问题，本发明首次表征一个来自醉蝶花(Tarenayahassleriana)的短链醇脱氢酶。该酶对多种羰基化合物均有还原活性，且催化性能强，适于生产应用。

本发明提供了短链醇脱氢酶在还原羰基化合物中的应用，所述短链醇脱氢酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

在一种实施方式中，所述短链醇脱氢酶编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在一种实施方式中，所述羰基化合物包括醛类化合物、脂肪族酮类化合物、含羰基的萜类化合物、醌类化合物、酯类化合物。

在一种实施方式中，所述醛类化合物包括丙醛、戊醛、辛醛、3-甲基丁醛、苯甲醛、3-甲硫基丙醛、2,5-二氯烟醛。