[发明专利]一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体及其制备方法与应用

说明书

本发明属于酶工程技术领域，公开了一种D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶活性聚集体及其制备方法与应用。该D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶活性聚集体，包括D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶和自聚集短肽，可以提高D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶的反应温度及半衰期；对金属离子的依赖性显著降低；重复利用次数提高。

技术领域

本发明属于酶工程技术领域，具体涉及一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体及其制备方法与应用。

背景技术

随着城市化进程加快、环境污染日益严重、人们生活方式的改变及人口老龄化，肥胖、糖尿病等慢性代谢性疾病的发病率在全球范围急剧上升。而过多食用糖类造成能量过剩是引起肥胖和糖尿病的一个重要原因。如何保持人们习以为常的甜味程度，同时能降低糖在肠道的吸收，减少能量摄入是目前营养和医学界研究的热点之一，同时也是食品行业亟需解决的重要问题。

D-阿洛酮糖(D-psicose)是D-果糖(D-fructose)C-3的差向异构体，其甜度相当于蔗糖的70％，热量相当于蔗糖0.3％，是一种具有特殊保健功能的新型功能性单糖。D-阿洛酮糖具有与蔗糖相近的口感及容积特性，并与蔗糖一样可与食物中的氨基酸或蛋白质发生美拉德反应，可作为食品中蔗糖理想的替代品。动物实验显示，D-阿洛酮糖具有控制2型糖尿病患者血糖的功效，同时对肥胖等相关疾病也一定的预防作用。动物与人体实验证明，D-阿洛酮糖没有任何不良副作用。2011年8月，美国食品与药物管理局(FD A)确定D-阿洛酮糖为公认安全使用物质(GRAS)，并可作为食品或食品添加剂的组成成分。D-阿洛酮糖在膳食、保健、医药等领域拥有广阔的应用前景。

D-阿洛酮糖极其少量地存在于自然界中，如存在于甘蔗、甜菜糖蜜、小麦和鼠刺属植物，而化学法合成D-阿洛酮糖面临产物纯化步骤复杂、化学污染严重和副产物杂多等问题，目前尚未取得突破性进展。生物转化方法最早由日本香川大学Izumori团队发现，其具有反应单一、纯化步骤简单等优点，逐渐成为生产D-阿洛酮糖的主要方法。D-阿洛酮糖-3-差向异构酶作为D-阿洛酮糖生物转化的重要催化剂，可催化D-果糖与D-阿洛酮糖之间的相互转化。近年来，发现越来越多的细菌具有D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性，例如根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)H10和Trepone ma primitia ZAS-1等。其中，含有解纤维梭菌和根癌农杆菌的dpe基因的重组大肠杆菌具有较高的D-果糖和D-阿洛酮糖转化率，约33％，但后者在最适反应条件下(50℃)半衰期仅为63.5min。

此外，目前的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶普遍存在在最适反应条件下热稳定性差和重复利用率低等问题，不利于工业化大规模生产D-阿洛酮糖的成本控制。因此，需要开发稳定性优良、能够重复利用的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶，以满足工业化生产的需求。

发明内容

本发明第一个方面的目的，在于提供一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体。

本发明的第二方面的目的，在于提供编码本发明第一方面的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体的核酸分子。

本发明的第三方面的目的，在于提供包含本发明第二方面的核酸分子的重组载体。

本发明的第四方面的目的，在于提供包含本发明第三方面的重组载体的工程菌。

本发明的第五方面的目的，在于提供一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶的制备方法。

本发明的第六方面的目的，在于提供本发明第一方面的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体在制备D-阿洛酮糖中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶活性聚集体，包含D-阿洛酮糖-3-差向异构酶和自聚集短肽。