使用α‑葡糖苷酶来酶水解二糖和低聚糖制造技术

本发明专利技术公开了一种用于水解糖(二糖或低聚糖)例如明串珠菌二糖中的α‑1，5葡糖基‑果糖键的方法。该方法包括使糖与α‑葡糖苷酶例如转葡糖苷酶或葡糖淀粉酶在合适的条件下接触，在该接触步骤期间，酶水解糖的至少一个α‑1，5葡糖基‑果糖键。该方法用于例如减小分离自葡聚糖合成反应的滤液中明串珠菌二糖的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求美国临时申请61/945,233(2014年2月27日提交)、61/945,241(2014年2月27日提交)、62/004,290(2014年5月29日提交)、62/004,308(2014年5月29日提交)、62/004,312(2014年5月29日提交)、62/004,300(2014年5月29日提交)、62/004,314(2014年5月29日提交)和62/004,305(2014年5月29日提交)的权益，所有这些申请的全部内容以引用方式并入本文。
本专利技术属于较小的糖聚合物的酶水解领域。具体地，本专利技术涉及用α-葡糖苷酶水解包含一个或多个α-1，5葡糖基-果糖键的二糖和低聚糖。以电子方式递交的序列表的引用通过EFS-Web以电子方式将序列表的正式文本作为ASCII格式的序列表递交，该文件名称为CL6115USNP_SequenceListing_ST25.txt，创建日期为2015年2月10日，文件大小为266千字节，并且该文件与本说明书同时提交。在这一ASCII格式的文件中包含的序列表为所述说明书的部分并且全文以引用方式并入本文。
技术介绍
葡糖淀粉酶(EC3.2.1.3，α-1，4-葡聚糖葡糖水解酶)是催化水解含有葡萄糖的二糖、低聚糖和多糖的非还原端的α-1，4和α-1，6糖苷键两者，每次释放一个葡萄糖单元的外作用酶(1960，Pazur和Ando，J.Biol.Chem.235：297-302)。裂解发生于连接异头碳与氧的糖苷键(1962，Fleetwood和Weigel，Nature196：984)。α-1，4、α-1，6和α-1，3键是仅被葡糖淀粉酶以显著速率水解的键(1957，Barker等人，J.Chem.Soc.4865-4871)。葡糖淀粉酶还能够水解由α-1，2(例如曲二糖)或α-1，1(海藻糖)连接的两个葡糖基单元之间的糖苷键。然而，与对具有α-1，4(麦芽糖)或α-1，6(异麦芽糖)键的二糖的葡糖淀粉酶活性相比，此种酶活性发生于更低的速率和更加稀释的底物浓度。葡糖淀粉酶已被广泛用于由淀粉产生高葡萄糖浆。高葡萄糖浆可用作用于产生各种增值化合物例如燃料乙醇、高果糖玉米糖浆、有机酸、氨基酸和维生素的原料。已从多种微生物、动物核植物中分离出葡糖淀粉酶，并且在微生物中，许多真菌是该酶的良好来源。在真菌生物体例如黑曲霉(Aspergillusniger)中产生的葡糖淀粉酶常用于商业应用，例如高葡萄糖浆生产。转葡糖苷酶(EC.2.4.1.24，1，4-α-葡聚糖6-α-葡糖基转移酶)是与α-D-葡糖-低聚糖一起温育时催化水解和转移反应两者的D-葡糖基转移酶(1951，Pazur和French，J.Amer.Chem.Soc.73：3536)。麦芽糖是用该酶进行转葡糖基化反应的最优选的底物。转移最常发生于HO-6，从而由D-葡萄糖产生异麦芽糖，或由麦芽糖产生潘糖(6-O-α-葡糖基麦芽糖)。转葡糖苷酶也可使葡糖基残基转移至另一个D-葡糖基单元的HO-2或HO-3，以形成曲二糖或黑曲霉糖。该酶可进一步使D-葡糖基单元转移回HO-4，从而改良麦芽糖。由于转葡糖基化反应采用转葡糖苷酶，所以麦芽-低聚糖残基转化为包含较高比例的由非还原端的α-D-1，6糖苷键连接的葡糖基残基的异麦芽-低聚糖(IMO)。IMO糖在亚洲用于多种食品和饮料配方。Brier等人(美国专利申请公开2003/0167929)公开了采用转葡糖苷酶由大麦麦芽汁产生IMO。Poulose等人(美国专利申请公开2008/0229514)公开了用转葡糖苷酶降解多糖例如黄原胶和瓜尔胶。黄原胶包括纤维素主链，其中另选葡萄糖1，3-连接至包含甘露糖和葡糖醛酸的支链上。瓜尔胶的主链包括每隔一个甘露糖使半乳糖残基α-1，6-连接到其上的β-1，4-连接的甘露糖残基。Lantero等人(美国专利5770437)公开了用转葡糖苷酶降解蔗糖、松三糖和海藻酮糖。这些糖包括经由1，2-(蔗糖)、1，3-(松三糖)或1，1-(海藻酮糖)键连接至果糖的葡萄糖。虽然已公开了葡糖淀粉酶和转葡糖苷酶的各种水解活性，但是这些酶通常被视为α-葡糖苷酶，给予了它们水解两个葡糖基残基之间α-键的能力。例如，葡糖淀粉酶和转葡糖苷酶两者均与具有麦芽糖酶活性(水解麦芽糖的两个葡糖基残基之间的α-1，4糖苷键)相关联，其为α-葡糖苷酶活性的一种类型。尽管有前述公开，但现已令人惊奇地发现α-葡糖苷酶例如转葡糖苷酶(EC2.4.1.24)、葡糖淀粉酶(EC3.2.1.3)及其它α-葡糖苷酶可水解葡糖基-果糖的α-1，5糖苷键。本文公开了α-葡糖苷酶用于降解包含葡糖基-α-1，5-果糖的二糖和低聚糖。
技术实现思路
在一个实施方案中，本专利技术涉及一种使包含至少一个α-1，5葡糖基-果糖键的糖中的α-1，5葡糖基-果糖键水解的方法，其中所述糖为二糖或低聚糖，并且其中该方法包括：使糖与α-葡糖苷酶在合适的条件下接触，其中α-葡糖苷酶水解糖的至少一个α-1，5葡糖基-果糖键，并且其中糖的量相较于接触步骤之前存在的糖的量减少。在另一个实施方案中，水解方法的α-葡糖苷酶是固定的。在另一个实施方案中，水解方法的糖为明串珠菌二糖。在另一个实施方案中，在接触步骤之后明串珠菌二糖的浓度少于在接触步骤之前存在的明串珠菌二糖的浓度的50％。在另一个实施方案中，水解方法的合适的条件包括：(i)葡聚糖合成反应，或(ii)从葡聚糖合成反应获得的级分；其中糖为葡聚糖合成反应的副产物。在另一个实施方案中，葡聚糖合成反应产生至少一种不溶性α-葡聚糖产物。在另一个实施方案中，级分为葡聚糖合成反应的滤液。在另一个实施方案中，葡聚糖合成反应产生至少一种可溶性α-葡聚糖产物，其为：(i)葡糖基转移酶的产物，或(ii)葡糖基转移酶和α-葡聚糖水解酶两者协同作用的产物，该α-葡聚糖水解酶能够水解具有一个或多个α-1，3-糖苷键或一个或多个α-1，6-糖苷键的葡聚糖聚合物。在另一个实施方案中，级分为葡聚糖合成反应的色谱级分，其中葡聚糖合成反应产生至少一种可溶性α-葡聚糖产物。在另一个实施方案中，α-葡糖苷酶为转葡糖苷酶或葡糖淀粉酶。在另一个实施方案中，(i)转葡糖苷酶包含与SEQIDNO：1至少90％相同的氨基酸序列；或者(ii)葡糖淀粉酶包含与SEQIDNO：2至少90％相同的氨基酸序列。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种通过使糖与α-葡糖苷酶接触而产生的组合物，其中糖为二糖或低聚糖并且包含至少一个α-1，5葡糖基-果糖键，其中α-葡糖苷酶水解糖的至少一个α-1，5葡糖基-果糖键，并且其中组合物包含的糖量相较于接触步骤前存在的糖量减少。在另一个实施方案中，组合物的糖为明串珠菌二糖。例如，组合物中明串珠菌二糖的浓度少于接触之前存在的明串珠菌二糖的浓度的50％。在另一个实施方案中，组合物的糖在(i)葡聚糖合成反应，或(ii)从葡聚糖合成反应获得的级分中；其中糖为葡聚糖合成反应的副产物。在另一个实施方案中，级分为葡聚糖合成反应的滤液或葡聚糖合成反应的色谱级分。在另一个实施方案中，本专利技术涉及一种富集存在于葡聚糖合成反应的级分中果糖的方法，该方法包括：(a)使从葡聚糖合成反应获得的级分与α-葡糖苷酶在合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使包含至少一个α‑1，5葡糖基‑果糖键的糖中的α‑1，5葡糖基‑果糖键水解的方法，其中所述糖为二糖或低聚糖，并且其中所述方法包括：使所述糖与α‑葡糖苷酶在合适的条件下接触，其中所述α‑葡糖苷酶水解所述糖的至少一个α‑1，5葡糖基‑果糖键，并且其中所述糖的量相较于所述接触之前存在的糖的量减少。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 US 61/945241;2014.02.27 US 61/945233;201.一种使包含至少一个α-1，5葡糖基-果糖键的糖中的α-1，5葡糖基-果糖键水解的方法，其中所述糖为二糖或低聚糖，并且其中所述方法包括：使所述糖与α-葡糖苷酶在合适的条件下接触，其中所述α-葡糖苷酶水解所述糖的至少一个α-1，5葡糖基-果糖键，并且其中所述糖的量相较于所述接触之前存在的糖的量减少。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述α-葡糖苷酶是固定的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖为明串珠菌二糖。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述接触步骤之后的明串珠菌二糖的浓度少于在所述接触之前存在的明串珠菌二糖的浓度的50％。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述合适的条件包括：(i)葡聚糖合成反应，或(ii)从所述葡聚糖合成反应获得的级分；其中所述糖为所述葡聚糖合成反应的副产物。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述葡聚糖合成反应产生至少一种不溶性α-葡聚糖产物。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述级分为所述葡聚糖合成反应的滤液。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述葡聚糖合成反应产生至少一种可溶性α-葡聚糖产物，其为：(i)葡糖基转移酶的产物，或(ii)葡糖基转移酶和α-葡聚糖水解酶两者协同作用的产物，所述α-葡聚糖水解酶能够水解具有一个或多个α-1，3-糖苷键或一个或多个α-1，6-糖苷键的葡聚糖聚合物。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：KD纳盖，EC哈戈，JK舍蒂，SM亨内塞，R迪科斯莫，L华，R拉米雷兹，Z汤，Z于，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US