一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶及其制备方法和应用，所述生物酶为SEQID NO：2所示的氨基酸序列。所述生物酶的制备，首先构建生物酶的基因工程菌株，将全基因合成的生物酶基因片段，利用限制性内切酶SalⅠ线性化重组质粒，用于表达生物酶，经过进一步发酵获得催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，利用磷脂酰丝氨酸合成酶高度专一性，催化卵磷脂和丝氨酸制备磷脂酰丝氨酸，转化率达到80%，有效地解决了目前浸提法和化学合成法无法获取高纯度磷脂酰丝氨酸的问题，而且工艺稳定可靠，效率高，适合工业化生产，在医药及食品保健品领域具有很大的应用潜力。

A biological enzyme for catalytic synthesis of phosphatidylserine and its preparation and Application

The present invention provides a catalytic synthesis of phosphatidylserine enzyme and its preparation method and the application of the biological enzyme for the amino acid sequence of SEQID is shown in NO:2. The bio enzyme preparation, gene engineering strain first constructed biological enzyme, the total gene synthesis enzyme gene fragments using restriction endonuclease Sal linearized recombinant plasmid for expression of biological enzyme, biological enzyme after further fermentation for catalytic synthesis of phosphatidylserine, the specificity of phosphatidylserine synthase lecithin and preparation, the catalytic serine phosphatidylserine, the conversion rate of 80%, effectively solve the extraction and chemical synthesis method to obtain high purity of phosphatidylserine, and the process is stable and reliable, high efficiency, suitable for industrialized production and has great application potential in the field of medicine and health food.

【技术实现步骤摘要】
一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种合成磷脂酰丝氨酸的方法，尤其是采用高效的生物酶催化和现代化的分离技术的磷脂酰丝氨酸合成方法，具体是一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶及其制备方法和应用。
技术介绍
磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine简称PS），又称丝氨酸磷脂，二酰甘油酰磷酸丝氨酸，是一类普遍存在的磷脂，通常位于细胞膜的内层，磷脂化学物中的磷酸甘油酯类，是细胞膜组分之一，与一系列的膜功能有关。尤其在人体的神经系统，是大脑的细胞膜的重要组成成分之一，同时对大脑的各种功能（尤其是对大脑的记忆力和情绪的稳定）起到重要的调节作用，如它能影响着细胞膜的流动性、通透性，并且能激活多种酶类的代谢和合成。具有重要的功能与作用：延缓衰老、维持机体健康年轻、强化脑部功能、增强记忆力、运动员等的营养必需品、治疗多动症儿童、促进血液循环、分解过高的血脂和过高的胆固醇、清扫血管，使血管顺畅，从而减轻脂肪肝的发病率，有“血管清道夫”的美誉。目前工业化生产磷脂酰丝氨酸的制备方法主要有提取法和酶转化法，其中提取法主要是从植物细胞、动物的卵磷脂中提取PS，植物中的PS含量较少，所以提取法以动物的卵磷脂中提取为主，从动物中提取主要是动物的大脑及内脏，目前国外大部分以牛、羊、兔、马、驴等家禽的动物脑为原料来提取PS。近年来，由于疯牛病的等动物疾病的原因，利用动物细胞提取PS的方法，其提取的产品的安全性收到人们的怀疑，现在已处于淘汰边缘。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶。本专利技术的第二个目的是提供一种编码所述催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶的核苷酸序列。本专利技术的第三个目的是提供一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶的制备方法本专利技术提供的磷脂酰丝氨酸的生物合成采用生物酶法催化一步合成磷脂酰丝氨酸；本专利技术采用酶高效转化麦芽糖生成磷脂酰丝氨酸，并采用现代化的先进分离技术，使磷脂酰丝氨酸的工业化生产成本大大降低。本专利技术的第四个目的是提供一种生物酶催化合成磷脂酰丝氨酸的方法。本专利技术的技术方案如下：一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，所述生物酶为SEQIDNO：2所示的氨基酸序列。根据上述催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，所述生物酶来源于体外重组构建的基因工程菌株；所述基因工程菌株为大肠杆菌、毕氏酵母、枯草芽孢杆菌。一种编码上述的生物酶的核苷酸序列，所述核苷酸序列如SEQIDNO：1所示。一种上述的生物酶的制备方法，包括如下步骤：（1）首先构建磷脂酰丝氨酸酶的基因工程菌株，将权利要求2所述的核苷酸序列经酶切重组到表达载体，转化到宿主细胞中；（2）将阳性克隆挑入YPD液体培养基中活化后转入BMGY液体培养基中，培养，最后经发酵培养，得到催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶。一种权利要求1所述的生物酶催化磷脂酰丝氨酸的合成方法，包括如下步骤：3）向反应釜中加入大豆卵磷脂，L-丝氨酸，醋酸钠，氯化钙，纯化水搅拌溶解；其中大豆卵磷脂的投料量为50～500g/L，L-丝氨酸的投料量为10～500g/L，醋酸钠的投料量为10～100g/L，氯化钙的投料量为1～100g/L；4）采用抽真空氮气置换的方法置换反应体系中的空气，置换完毕氮气保护整个反应体系；5）在25～65℃、氮气保护下，用碱性溶液调节pH值至5.0～8.0；6）加入权利要求4所述的生物酶，氮气保护下、在25～65℃搅拌反应6～48h；7）反应完毕，放料，料液离心，收集滤饼；8）将得到的滤饼用去离子水打浆离心；9）滤饼用二元混合溶剂溶解后过滤除去不溶性杂质；10）减压浓缩滤液，浓缩至物料粘稠流动性较差时，加入析晶溶剂，产品析出；11）离心过滤后，用打浆溶剂打浆；离心过滤，真空干燥得产品。作为优选，步骤3）中所述的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氨水中的一种。作为优选，步骤7）中所述的二元混合溶剂为乙酸乙酯同甲醇、正己烷同异丙醇、环己烷同乙醇、正己烷同乙醇中的一种。作为优选，所述的析晶溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种。作为优选，所述的打浆溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种。有益的效果：本专利技术采用生物酶技术，通过酶转化法主要是以天然的卵磷脂为基质，加入丝氨酸，利用磷脂酰丝氨酸合成酶的高度专一性，催化卵磷脂和丝氨酸制备磷脂酰丝氨酸，有望改变目前在生产磷脂酰丝氨酸上存在的问题，为工业化定向生产高纯度磷脂类物质奠定基础。构建生物酶的基因工程菌株，将全基因合成的生物酶基因片段，利用限制性内切酶SalⅠ线性化重组质粒。将阳性克隆挑入YPD液体培养基活化后转入BMGY液体培养基中，培养至OD为1.0时接入1%的甲醇诱导，诱导72小时，用于表达生物酶，经过进一步发酵获得催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，利用磷脂酰丝氨酸合成酶高度专一性，催化卵磷脂和丝氨酸制备磷脂酰丝氨酸，转化率达到80%，有效地解决了目前浸提法和化学合成法无法获取高纯度磷脂酰丝氨酸的问题，而且工艺稳定可靠，效率高，适合工业化生产，在医药及食品保健品领域具有很大的应用潜力。采用酶法合成安全环保可持续，酶反应生成率高，可到达95%以上，反应液中磷脂酰丝氨酸浓度高达到100g/L。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明。应理解，以下实施例仅由于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。实施例1：生物酶的基因工程菌株构建本专利技术所应用LB液体培养基的组成：酵母粉5g，蛋白胨10g，氯化钠10g，调节pH到7.0；加水定容至1L；YPD培养基的组成：酵母粉10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，加水定容至1L；BMGY液体培养基的组成：酵母粉10g，蛋白胨10g，YNB13.4g，甘油10g，生物素0.004g，用磷酸盐缓冲液（0.1M）调节pH至6.0，加水定容至1L。将全基因合成的生物酶片段（序列如SEQIDNO：1所示，由常州基宇生物科技有限公司合成），经限制性内切酶EcoRⅠ和NotⅠ（购自NewEnglandBiolabs公司，根据说明书进行操作）酶切后重组到酵母表达载体pPIC9k（invitrogen公司），转化到E.coliTop10感受态（购自北京全式金生物技术有限公司），将E.coliTop10置于LB液体培养基中，37℃、160rpm转振荡培养过夜，提取重组质粒。利用限制性内切酶SalⅠ（购自NewEnglandBiolabs公司，根据说明书进行操作）线性化重组质粒。巴斯德毕赤酵母GS115感受态细胞（invitrogen公司）：将PichiaPastorisGS115单菌落挑入YPD培养基中活化，活化的PichiaGS115按0.5%的接种量接入50mlYPD培养基中30℃培养至对数期，离心获得的菌体用20ml无菌水洗2次，再用20ml无菌1M山梨醇洗2次，加入1ml1M山梨醇溶液重悬菌体获得巴斯德毕赤酵母GS115感受态细胞。将线性化片段加入到80μl巴斯德毕赤酵母GS115感受态细胞中冰浴5分钟，电转化后加入800μl山梨醇将细胞洗至1.5ml无菌离心管中，25℃温育2小时后，离心涂MD平板，30℃培养至长出菌落后，划线分离出单菌落。将单菌落挑入无菌水中加入适量Lyticase（购自sigma公司）后37℃温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，其特征在于：所述生物酶为SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。

【技术特征摘要】
1.一种催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，其特征在于：所述生物酶为SEQIDNO：2所示的氨基酸序列。2.根据权利要求1所述催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶，其特征在于，所述生物酶来源于体外重组构建的基因工程菌株；所述基因工程菌株为大肠杆菌、毕氏酵母、枯草芽孢杆菌。3.一种编码权利要求1所述的生物酶的核苷酸序列，其特征在于：所述核苷酸序列如SEQIDNO：1所示。4.一种权利要求1所述的生物酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：首先构建磷脂酰丝氨酸酶的基因工程菌株，将权利要求2所述的核苷酸序列经酶切重组到表达载体，转化到宿主细胞中；将阳性克隆挑入YPD液体培养基中活化后转入BMGY液体培养基中，培养，最后经发酵培养，得到催化合成磷脂酰丝氨酸的生物酶。5.一种权利要求1所述的生物酶催化合成磷脂酰丝氨酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）向反应釜中加入大豆卵磷脂，L-丝氨酸，醋酸钠，氯化钙，纯化水搅拌溶解；其中大豆卵磷脂的投料量为50～500g/L，L-丝氨酸的投料量为10～500g/L，醋酸钠的投料量为10～100g/L，氯化钙的投料量为1～100g/L；（2）采用抽真空氮气置换的方法置换反应体系中的空气，置换...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝俊，黄科学，余玉奎，吴锋，张超，徐飞，孙锦龙，
申请(专利权)人：江苏诚信药业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32