一种改造萜类合酶的方法技术

本发明专利技术提出了一种萜类合酶、核酸分子、构建体、重组细胞、用途及获得萜类合酶的方法。与野生型萜类合酶相比，所述萜类合酶具有下列至少之一的突变：活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸突变为非芳香族氨基酸；和活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的非芳香族氨基酸突变为芳香族氨基酸。在本发明专利技术的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得了新的萜类化合物。

A method for transformation of terpene synthase

The invention provides a terpenoid synthase, a nucleic acid molecule, a construction body, a recombinant cell, a purpose and a method for obtaining terpenoid synthase. Compared with the wild type terpene synthase, the terpene synthase has at least one of the following mutations: the hydrophobic or aromatic amino acids in the neutral amino acids are mutated into non aromatic amino acids in the active region; and the hydrophobic or non aromatic amino acids in the neutral amino acids are mutated into aromatic amino acids in the active region. . Under the catalysis of terpene synthase in the present invention, the abundance of the main products in the catalytic products can be changed, the original by-products are transformed to the main products or the new terpenoids are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种改造萜类合酶的方法
本专利技术涉及生物领域。具体地，本专利技术涉及一种改造萜类合酶的方法。
技术介绍
萜类化合物是含有异戊二烯单元的化合物的总称。迄今为止，人们已从动物、植物以及微生物体内发现大约76000种萜类化合物。被广泛应用于香水生产行业、保健品行业、农业生产领域以及医疗行业。然而，目前萜类合酶仍有待开发。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本专利技术提出了一种萜类合酶、核酸分子、构建体、重组细胞、用途及获得萜类合酶的方法。需要说明的是，本专利技术是基于专利技术人的下列发现而完成的：为了得到性能更好的萜类合酶，工业上有时候需要将野生型萜类合酶进行一定的改造。传统方法往往通过饱和突变的方式对萜类合酶的活性腔进行改造或者通过突变成丙氨酸的方式对不同的位置进行扫描。这类方法往往需要建立很大的文库，整个过程消耗了较大的人力物力，最终得到的许多突变后的蛋白性质变化不明显。有鉴于此，专利技术人意外地发现，通过对野生型萜类合酶功能特异性相关的位点进行芳香族氨基酸与非芳香族氨基酸之间进行互换，一方面改变了整个酶催化的空间位阻效应，另一方面影响了活性腔内π键与碳正离子之间的互作，这两点最终对整个反应影响较大。由此，在转化后的新萜类合酶的催化作用下，不仅能够改变催化产物中主产物的丰度，还可以使得原本的副产物变为主产物，也可以获得新的萜类化合物。为此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种萜类合酶。根据本专利技术的实施例，与野生型萜类合酶相比，具有下列至少之一的突变：活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸突变为非芳香族氨基酸；和活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的非芳香族氨基酸突变为芳香族氨基酸。专利技术人意外地发现，通过对野生型萜类合酶的活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸与非芳香族氨基酸之间进行互换，一方面改变了整个酶催化的空间位阻效应，另一方面影响了活性腔内π键与碳正离子之间的互作，这两点最终对整个反应影响较大。由此，在根据本专利技术实施例的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。根据本专利技术的实施例，上述萜类合酶还可以具有下列附加技术特征：根据本专利技术的实施例，突变位点为第65、第69、第85、第88、第89、第159、第186、第191、第219、第222、第307、第311或第314位点。由此，在根据本专利技术实施例的萜类合酶的催化作用下，能够进一步改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。根据本专利技术的实施例，所述芳香族氨基酸选自色氨酸、苯丙氨酸或酪氨酸，所述非芳香族氨基酸选自丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸、异亮氨酸或缬氨酸。由此，在根据本专利技术实施例的萜类合酶的催化作用下，能够进一步改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。根据本专利技术的实施例，所述突变包括替换或者修饰。根据本专利技术的实施例，所述野生型萜类合酶具有SEQIDNO：1～5任一项所示的氨基酸序列。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种核酸分子。根据本专利技术的实施例，所述核酸分子编码前面所描述的萜类合酶。由此，在根据本专利技术实施例的核酸分子编码的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种构建体。根据本专利技术的实施例，所述构建体含有前面所描述的核酸分子。由此，在根据本专利技术实施例的构建体表达得到的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种重组细胞。根据本专利技术的实施例，所述重组细胞含有前面所描述的核酸分子。由此，对该重组细胞进行培养，所得到的萜类合酶在催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种前面所描述的萜类合酶或核酸分子或构建体或重组细胞在合成萜类化合物中的用途。由此，在突变后的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种获得前面所述萜类合酶的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：在适于所述萜类合酶表达的条件下，培养前面所描述的重组细胞，以便获得所述萜类合酶。由此，在所得到的萜类合酶的催化作用下，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的色谱图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术提出了一种萜类合酶、核酸分子、构建体、重组细胞、用途及获得萜类合酶的方法。下面将分别对其进行详细描述。萜类合酶在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种萜类合酶。根据本专利技术的实施例，与野生型萜类合酶相比，具有下列至少之一的突变：活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸突变为非芳香族氨基酸；和活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的非芳香族氨基酸突变为芳香族氨基酸。专利技术人意外地发现，通过对野生型萜类合酶的活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸与非芳香族氨基酸之间进行互换，一方面改变了整个酶催化的空间位阻效应，另一方面影响了活性腔内π键与碳正离子之间的互作，这两点最终对整个反应影响较大。具体地，经过突变所得到的萜类合酶催化底物，能够改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者可以获得新的萜类化合物。根据本专利技术的实施例，突变位点为第65、第69、第85、第88、第89、第159、第186、第191、第219、第222、第307、第311或第314位点。专利技术人发现，相比于编码萜类合酶的其他氨基酸位点，上述几种氨基酸位点的功能特异性(活性)较强，对其中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸与非芳香族氨基酸之间进行互换，所得到的萜类合酶催化底物，能够进一步改变催化产物中主产物的丰度、使得原本的副产物变为主产物或者获得新的萜类化合物。根据本专利技术的实施例，所述芳香族氨基酸选自色氨酸(W)、苯丙氨酸(F)或酪氨酸(Y)，所述非芳香族氨基酸选自丙氨酸(A)、半胱氨酸(C)、甘氨酸(G)、谷氨酰胺(Q)、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、天冬酰胺(N)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、异亮氨酸(I)或缬氨酸(V)。专利技术人发现，对上述芳香族氨基酸与非芳香族氨基酸之间进行互换，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种萜类合酶，其特征在于，与野生型萜类合酶相比，具有下列至少之一的突变：活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸突变为非芳香族氨基酸；和活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的非芳香族氨基酸突变为芳香族氨基酸。

【技术特征摘要】
2016.12.27 CN 20161122571141.一种萜类合酶，其特征在于，与野生型萜类合酶相比，具有下列至少之一的突变：活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的芳香族氨基酸突变为非芳香族氨基酸；和活性区域中的疏水性或者中性氨基酸中的非芳香族氨基酸突变为芳香族氨基酸。2.根据权利要求1所述的萜类合酶，其特征在于，突变位点为第65、第69、第85、第88、第89、第159、第186、第191、第219、第222、第307、第311或第314位点。3.根据权利要求1所述的萜类合酶，其特征在于，所述芳香族氨基酸选自色氨酸、苯丙氨酸或酪氨酸，所述非芳香族氨基酸选自丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、亮氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天罡，卞光凯，韩以超，侯安伟，苑玉杰，刘然，
申请(专利权)人：武汉臻智生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42