[发明专利]一种具有4,3/6-α-葡萄糖基转移酶活性的GtfB酶

说明书

本发明公开了一种具有4,3/6‑α‑葡萄糖基转移酶活性的GtfB酶，属于淀粉改性技术领域。本发明以此酶制备了一种(α1→4)和(α1→6)交替并伴有(α1→3,4)和(α1→4,6)分支的α‑葡聚糖。迄今为止，该活性未在任何GtfB酶中被发现，此外，键型组合的α‑葡聚糖未在任何野生型葡聚蔗糖酶(GSs)或GtfB酶中被合成。因此，该产物的特异性扩大了α‑葡聚糖的多样性，同时N1GtfB酶以直链淀粉为底物制备的高支化且低分子量聚合物为以淀粉合成新型葡聚糖开辟了新的前景。

技术领域

本发明涉及一种具有4,3/6-α-葡萄糖基转移酶活性的GtfB酶，属于淀粉改性技术领域。

背景技术

α-葡聚糖是由若干个葡萄糖以α-1,2、α-1,3、α-1,4或α-1,6糖苷键连接而成的寡/多糖。α-葡聚糖在分枝程度、分子质量和构象方面的差异可以导致α-葡聚糖表现出不同的功能性质，从而具有多种多样的工业应用前景。例如，由乳酸菌(LAB)合成的α-葡聚糖在健康和食品行业中可用作增韧剂、增稠剂和乳化剂。

GtfB酶是一种以麦芽糖糊精/淀粉为底物，合成α-葡聚糖的糖基转移酶，属于糖基水解酶GH70家族的亚家族。目前报道的GtfB酶主要展现4,6-α-葡萄糖基转移酶活性，能够切断麦芽糖糊精/淀粉的(α1→4)糖苷键，合成(α1→6)糖苷键。迄今只有来自发酵乳杆菌NCC 2970的GtfB酶展现4,3-α-葡萄糖基转移酶活性，可以切断麦芽糖糊精/淀粉的(α1→4)糖苷键，合成(α1→3)糖苷键。缺乏能够合成多种糖苷键组合的新型GtfB酶限制了以淀粉为底物合成结构不同的α-葡聚糖。因此，挖掘具有独特键型组合的新型GtfB酶，将有助于利用淀粉合成新型α-葡聚糖。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是目前报道的GtfB酶主要展现4,6-α-葡萄糖基转移酶活性，只有来自发酵乳杆菌NCC 2970的GtfB酶展现4,3-α-葡萄糖基转移酶活性，可以在葡聚糖产物中引入新的α-1,3键，缺乏能够合成多种糖苷键组合的新型GtfB酶，限制了以淀粉为底物合成不同结构的α-葡聚糖。

[技术方案]

本发明提供序列如SEQ ID NO.1所示的N3 GtfB酶，能够切断麦芽糖糊精或淀粉的(α1→4)糖苷键，合成(α1→3)和(α1→6)糖苷键，可以用于合成具有(α1→4)、线性(α1→6)糖苷键、(α1→3,4)分支糖苷键和(α1→4,6)分支糖苷键的α-葡聚糖。

所述N3 GtfB酶来自罗伊氏乳杆菌N3，底物和产物特异性实验分析的结果表明N3GtfB酶具有4,3/6-α-葡聚糖转移酶活性，能够以淀粉为底物合成具有(α1→4)和(α1→6)交替，并伴有(α1→3,4)和(α1→4,6)分支的α-葡聚糖。迄今为止，该活性未在任何GtfB酶中被报道，同时该键型组合的α-葡聚糖未在任何野生型葡聚蔗糖酶(GSs)或GtfB酶中被合成。该产物的特异性扩大了α-葡聚糖的多样性，这为以淀粉合成新型葡聚糖开辟了新的前景。

本发明提供一种利用所述来自罗伊氏乳杆菌N3的新型GtfB(N3 GtfB)酶制备结构独特的α-葡聚糖的方法，是以淀粉或糊精为底物，以淀粉为底物时，将直链淀粉先用氢氧化钠溶液溶解，再用盐酸中和后，加缓冲液，再添加N3 GtfB酶进行改性，得到合成的α-葡聚糖；以糊精为底物时，加缓冲液，再添加N3 GtfB酶进行改性，得到合成的α-葡聚糖。所合成的产物中存在(α1→4)、(α1→6)、(α1→3,4)和(α1→4,6)糖苷键。

在本发明的一种实施方式中，所述淀粉为直链淀粉，底物浓度为0.6％；所述糊精为麦芽七糖，底物浓度为1％。

在本发明的一种实施方式中，所使用的缓冲体系浓度可以是10～50mM、pH 4～6的缓冲液，例如25mM、pH为6的醋酸钠缓冲液。

在本发明的一种实施方式中，改性反应的温度为37～40℃，24h～48h，例如37℃、24h。