[发明专利]一种短链脱氢酶BLSDR8及其编码基因和应用

说明书

本发明公开一种短链脱氢酶BLSDR8及其编码基因及应用。本发明从凝结芽孢杆菌NL01（Bacillus coagulans NL01）中克隆得到了一个新的短链脱氢酶基因blsdr8，可在宿主细胞中表达该基因以生产此短链脱氢酶，此短链脱氢酶或重组表达转化体可在一定浓度的有机溶剂下保持活力，可高效率将S‑乙偶姻不对称还原为（2S，3S）‑2，3‑丁二醇，在生物还原乙偶姻具有很高的工业应用价值。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种短链脱氢酶BLSDR8及其编码基因和应用。

背景技术

2，3-丁二醇广泛用于化工、食品、航空航天燃料等领域还可以用于制备油墨，香水，熏蒸剂，增湿剂，软化剂，增塑剂，炸药及药物手性载体等。2，3-丁二醇化学合成成本高且过程繁琐，工业化生产较困难。生物法制备2，3-丁二醇目的是避免化学合成的困难，实现由传统的石油冶炼向可再生资源为原料的生物炼制转型。乙偶姻广泛存在于苹果、可可、草莓和玉米等物质中，具有特殊的奶油香味。乙偶姻是我国明确规定的食品添加剂，通常被添加到烘培食物、糖果、乳制品和饮料等食品中。

2，3-丁二醇在常温下是一种无色无味透明的液体，有三种同分异构体：meso-2，3-丁二醇，(2R，3R)-2，3-丁二醇和(2S，3S)-2，3-丁二醇，具有光学活性的(2R，3R)-2，3-丁二醇和(2S，3S)-2，3-丁二醇还可用作防冻剂，由于其具有手性碳原子，在不对称合成中也有重要用途。乙偶姻包含两个对映异构体，R-乙偶姻和S-乙偶姻，2，3-丁二醇与乙偶姻的各种异构体是不对称合成中的重要原料，都是极具应用潜力的医药中间体。

短链脱氢酶(Short-chain dehydrogenase.SDRs)是一类利用NADH或NADPH作为氢供体将羰基化合物还原成相应醇的羰基还原酶。家族成员由250-300个氨基酸残基组成，序列相似度仅有15％～35％，并且蛋白质三位结构具有典型的Rossmann折叠结构域。短链脱氢酶由于其催化底物广，热稳定性好，及有机溶剂耐受性强等特点而备受关注，并且有诸多报道证明某些短链脱氢酶具有可逆催化乙偶姻还原丁二醇的特征。Ui等人报道一种将外消旋乙偶姻选择催化生成(2S，3S)-2，3-丁二醇的乙偶姻还原酶，然而细胞所催化的得率仅有0.37g/g，且其比酶活极低，反应时间太长，不利于应用在实际生产，Xiao等人则利用(2R，3R)-2，3-丁二醇脱氢酶来使混合手性的2，3-丁二醇转化为乙偶姻，使不反应的(2S，3S)-2，3-丁二醇分离得到。目前报道中，大多数乙偶姻还原酶都选择催化R型乙偶姻，对S型乙偶姻还原较少，酶存在着反应时间长，比酶活低的缺陷。筛选出能够直接还原S-乙偶姻的高效率还原酶能够直接改变(2S，3S)-丁二醇和S-乙偶姻的生产工艺，在实际应用中具有重要意义。

因此，筛选一种短链脱氢酶高效率将乙偶姻不对称还原为(2S，3S)-2，3-丁二醇在实际应用当中具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种短链脱氢酶BLSDR8及其应用，该酶在还原S-乙偶姻方面具有极高的活力，并且生成单一手性的(2S，3S)-2，3-丁二醇，对R-乙偶姻的活力较低，生成meso-2，3-丁二醇，且对其他的羰基化合物也具有活力(包括苯甲醛，己醛，苯乙酮，乙醛等，但不限于此)。

为实现上述目的，本发明提出了一种短链脱氢酶BLSDR8，其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。