本发明专利技术属于基因工程技术领域，具体涉及一种羰基还原酶AcCR及其编码基因与应用。所述的羰基还原酶AcCR，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。编码上述羰基还原酶AcCR的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。该羰基还原酶AcCR来源于醋酸杆菌XZY003，可催化13种羰基化合物生成相应的单一对映体的手性醇。所述的羰基还原酶AcCR与葡萄糖脱氢酶GDH共表达于原核表达系统或真核表达系统中既实现了利用羰基还原酶进行生物催化转化的生物反应过程，又实现了辅酶的原位再生，极大地降低了生产成本，且得到产物的光学纯度高，反应过程高效，且条件温和。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种羰基还原酶AcCR及其编码基因与 应用。
技术介绍
光学纯的手性醇及其衍生物是合成手性药物、功能材料及手性农药的重要砌块。 据估计，全球手性醇砌块的销量额高达数百亿美元。由于这些手性醇砌块在手性药物合成 中的重要性及巨大的商业价值，其合成技术的开发已然成为全球各大制药公司发展战略的 制高点。目前，手性醇砌块的合成主要有化学和生物两种方法。传统的化学方法存在反应 条件苛刻（高温高压），催化剂昂贵（贵金属）、产品光学纯度不高及环境污染等问题，因 此，亟待研究开发相对绿色的途径来弥补传统化学方法的不足，生物催化便是一种优良的 选择。生物催化因其具有高的立体选择性、温和的反应条件、环境友好等优点，特别是近年 来酶分子改造技术（生物信息学、基因工程、蛋白质工程）的飞速发展，已经使其成为可持 续发展过程中拓展传统化学合成的重要方法。生物催化获得手性醇的方法又分为对手性醇 外消旋体的拆分和直接还原潜手性酮生成对映体纯的手性醇。生物催化生成手性醇的催化 剂主要是氧化还原酶和各种生物细胞。能催化拆分外消旋体醇和不对称还原潜手性酮的微 生物细胞种类繁多，包括细菌、放线菌、霉菌、酵母菌等。然而，大多数微生物细胞催化潜手 性酮不对称还原过程遵循Prelog规则，其产物的构型可用Prelog规则进行预测。因此，特 别需要遵循反-Prelog规则的酶或微生物细胞来催化不对称还原潜手性酮生成相应单一 构型的手性醇。 本课题组前期的研究中，从"中华开菲尔"菌粒中成功分离纯化得到一株新型醋酸 杆菌Acetobactersp.CCTCCM209061，该菌株能够遵循反-Prelog规则催化一系列羰基化 合物不对称还原。显然，该新菌株在遵循反-Prelog规则催化手性醇不对称合成方面具有 明显的优势，表现出巨大的应用潜力。但是，该菌株仍存在一些问题，如，酶活不高，酶系复 杂，存在副反应，培养基成本较高等等。另外，野生型菌株的产酶量往往比较低，从而限制其 催化反应的底物浓度、反应初速度和产率等的提高。遵循反-Prelog规则催化潜手性酮还 原的微生物已然很少，而在这些微生物中又有相当一部分微生物对于潜手性酮的还原活性 不高，底物谱窄、产率低或是选择性不高等。具有高活性和良好选择性的微生物菌株更是难 得。因此，这个菌株中的起关键作用的羰基还原酶（醇脱氢酶）则具有重要的研究及应用 价值。 微生物细胞催化潜手性酮还原成单一对映体醇过程中起主要作用的微生物细胞 中的氧化还原酶，其中的羰基还原酶（醇脱氢酶）是重要的立体选择性催化剂之一，能将潜 手性的底物转化成具有手性的重要医药中间体，因此在不对称合成的反应中起着举足重轻 的作用。对于活性全细胞催化反应而言，因活性细胞中存在许多竞争性的氧化还原酶，这些 酶有可能将底物转化成不需要的产物，降低了底物的选择性。使其当前存在着反应的时空 产率低，副反应较多和在某些情况下反应的立体选择性不高的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种羰基还原酶 AcCR〇 本专利技术的另一目的在于提供编码上述羰基还原酶AcCR的基因。 本专利技术的再一目的在于提供上述羰基还原酶AcCR的应用。 本专利技术的第四个目的在于提供一种上述羰基还原酶AcCR和葡萄糖脱氢酶⑶Η共 表达的重组菌，该菌株可以实现羰基还原酶AcCR的可溶性表达。 本专利技术的目的通过下述技术方案实现： 一种羰基还原酶AcCR，其氨基酸序列如下所示： MARVAGKVAIVSGAANGIGKAAAQLLAKEGAKVVI⑶LKEEDGQKAVAEIKAAGGEAAFVKLNVTDEAA WKAAIEQTLKLYGRLDIAVNNAGIAYSGSVESTSLEDWRRVQSINLDGVFLGTQVAIEAMKKSGGGSIVNLSSIEGL IGDPMLAAYNASKGGVRLFTKSAALHCAKSGYKIRVNSVHPGYIWTPMVAGLTKEDAAARQKLVDLHPIGHLGEPND IAYGILYLASDESKFVTGIELVMDGRSTAQ； 编码上述羰基还原酶AcCR的基因，其核苷酸序列如下所示：ATGGCACGTGTAGCAGGCAAGGTTGCCATTGTTTCTGGGGCCGCTAATGGCATTGGCAAGGCAGCCG CACAGCTTTTGGCCAAGGAAGGCGCAAAAGTTGTTATTGGTGATTTAAAAGAAGAAGATGGGCAGAAAGCTGTTG CAGAAATTAAGGCAGCAGGTGGTGAAGCCGCATTTGTCAAACTGAATGTAACAGATGAGGCTGCATGGAAAGCCG CTATTGAGCAAACGCTTAAGCTTTATGGGCGGCTGGATATTGCAGTGAACAATGCAGGCATTGCGTATTCTGGCA GTGTAGAAAGCACATCTCTGGAAGATTGGCGGCGCGTTCAGTCTATCAATCTGGATGGCGTGTTTTTGGGCACAC AGGTGGCTATTGAGGCCATGAAGAAGTCGGGCGGTGGATCCATTGTCAATCTGTCTTCCATTGAAGGACTGATTG GGGACCCAATGTTGGCCGCCTATAACGCCAGTAAAGGTGGGGTAAGGCTGTTTACAAAATCTGCGGCCCTACATT GCGCCAAATCTGGATACAAAATTCGGGTAAACTCAGTGCATCCCGGCTATATCTGGACACCTATGGTGGCCGGTT TAACAAAGGAAGATGCTGCTGCACGCCAAAAGCTGGTGGATCTGCACCCCATTGGCCACTTGGGTGAGCCCAACG ATATTGCTTACGGTATTTTGTATCTTGCCTCTGATGAATCCAAGTTTGTTACAGGGATCGAACTGGTCATGGATG GGAGGTCAACAGCACAATGA； 所述的羰基还原酶AcCR在制备手性醇及其衍生物中的应用； 一种含有羰基还原酶AcCR基因的重组载体，是通过将GST标签、编码上述羰基还 原酶AcCR的基因的核苷酸序列与载体连接得到的； 一种表达羰基还原酶AcCR的重组基因工程菌，是将上述含有羰基还原酶AcCR基 因的重组载体转化到大肠杆菌表达菌株中得到； 所述的大肠杆菌表达菌株优选为BL21 (DE3)pLysS; -种含有羰基还原酶AcCR基因和葡萄糖脱氢酶⑶Η基因的重组载体，是通过将 GST标签、编码上述羰基还原酶AcCR的基因的核苷酸序列和编码葡萄糖脱氢酶⑶Η的基因 的核苷酸序列与载体连接得到的； 所述的载体优选为pETDuet-Ι; 所述的含有羰基还原酶AcCR基因和葡萄糖脱氢酶⑶Η基因的重组载体的制备方 法，包含如下步骤： (1)以醋酸杆菌菌株乂2￥003仏〇6仂匕3(^618口.乂2￥003，保藏号：0^0：1209061) 的基因组DNA为模板，根据编码上述羰基还原酶AcCR的基因的核苷酸序列设计引物，PCR扩增得到羰基还原酶AcCR基因（accr);将扩增产物与载体pGEX-2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种羰基还原酶AcCR，其特征在于：其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：娄文勇，魏萍，宗敏华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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