[发明专利]一种1，2-岩藻糖基转移酶及其融合蛋白和编码基因

说明书

本申请公开了编码1，2‑岩藻糖基转移酶的核酸分子及其编码的1，2‑岩藻糖基转移酶，本申请还公开了一种1，2‑岩藻糖基转移酶融合蛋白，其融合蛋白包括MBP蛋白标签、1，2‑岩藻糖基转移酶以及连接肽。1，2‑岩藻糖基转移酶以及1，2‑岩藻糖基转移酶融合蛋白得到的重组菌安全性高、催化效率高、特异性强，可以有效促进2’‑岩藻糖基乳糖的生产和纯化，为进一步提高1，2‑岩藻糖基转移酶的转化率，提升2’‑岩藻糖基乳糖产量，扩大产物的应用市场具有较大意义。

技术领域

本申请涉及酶工程和生物催化领域，特别涉及一种1，2-岩藻糖基转移酶融合蛋白及其编码基因和制备方法。

背景技术

人乳寡糖(Human milk oligosaccharides，HMOs)是母乳中仅次于乳糖和脂肪的第三大固体组分，HMOs具有益生元功效，可调节肠道菌群，调节局部和全身免疫，在婴儿成长和发育中具有重要的作用。在HMOs中，岩藻糖基化中性HMOs的比例约为50％，2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)是含量最高的一种岩藻糖基化的HMOs，在母乳中含量通常为2-3g/L，最高可达到8g/L，作为母乳中的一类特殊益生元，对婴儿的大脑发育、肠道发育、免疫调节，炎症抑制及抗病原微生物感染发挥着重要作用。目前2’-FL作为婴儿配方奶粉中添加的食品成分，膳食补充剂，已被美国食品药品管理局(FDA)批准为安全通用食品(GRAS)，并被欧洲食品安全局(EFSA)批准为新型食品(NF)。

鉴于2’-FL应用价值以及婴儿配方奶粉行业中广阔的市场前景，高效且经济的生产2’-FL成为研究热点。目前，2’-FL的合成方法包括化学法、酶法以及发酵法。化学法过程复杂，副反应和副产物比例高，需要精确地选择性保护不同羟基以及去保护等反应，并且涉及有毒试剂无法实现高效率合成。酶法合成供体核糖苷价格昂贵，酶催化活性低，无法实现规模化和工业化生产。近几年来，利用代谢工程和合成生物学策略通过微生物发酵法来合成2’-FL，在代谢通路中通过加强底物通道，减少中间产物代谢，提高关键酶的转化效率等策略逐步提高了2’-FL的产量。

微生物发酵生产2’-FL的关键酶是1，2-岩藻糖基转移酶，该酶属于GT11家族，催化GDP-岩藻糖的岩藻糖基转移到底物乳糖的半乳糖基上，形成2’-FL。目前专利报道的1，2-岩藻糖基转移酶主要为幽门螺杆菌来源FutC和大肠杆菌O126来源WbgL，除此之外还有蜡样芽孢杆菌FutBC、雪貂螺旋杆菌FutL、普通拟杆菌FutN、拟杆菌FutX、毛螺菌FutQ、产黑素普雷沃菌FutO、普雷沃菌FutW、多形杆状菌属FutZA、坦那菌属FutS、梭状芽孢杆菌FutP、粪拟杆菌FutU、肠道沙门氏菌FutZ、黑蒿产甲烷微菌FutR、丁酸弧菌FutV、肠道疣微菌FutY，由于这些菌属于致病菌或条件致病菌，存在一定的安全隐患。

发明内容

目前，尚未有益生菌来源的1，2-岩藻糖基转移酶用于2’-岩藻糖基乳糖合成的报道，且对于1，2-岩藻糖基转移酶存在蛋白表达量低的问题，尽管专利CN112322565A报道通过融合不同促溶标签提高幽门螺旋杆菌来源的1，2-岩藻糖基转移酶表达量，但是促溶标签并不存在普适性，不同的蛋白酶融合促溶标签会产生不可预料的效果。

故而本申请进一步探索不同来源的1，2-岩藻糖基转移酶，以及通过融合促溶标签提高1，2-岩藻糖基转移酶的表达量，并探索1，2-岩藻糖基转移酶用于2’-岩藻糖基乳糖合成，为2’-岩藻糖基乳糖的合成开发新的途径。

具体的，本申请采用如下技术方案，

1.一种1，2-岩藻糖基转移酶融合蛋白，其特征在于，所述融合蛋白包含氨基酸序列SEQ ID NO.2所示的1，2-岩藻糖基转移酶。

2.根据项1所述的融合蛋白，其特征在于，所述融合蛋白包括MBP蛋白标签、氨基酸序列SEQ ID NO.2所示的1，2-岩藻糖基转移酶以及连接肽。