【技术实现步骤摘要】
氨基葡萄糖的酶法制备
本专利技术涉及氨基葡萄糖的制备方法，尤其涉及通过体外酶催化制备氨基葡萄糖的方法，属于氨基葡萄糖的酶催化制备领域。
技术介绍
氨基葡萄糖是D-葡萄糖分子中2位羟基被氨基取代后的化合物，是一种重要的功能性单糖。氨基葡萄糖几乎存在于所有有机体中，包括细菌、酵母、丝状真菌、植物以及动物体，是糖蛋白和蛋白聚糖的主要组成成分，同时也是壳聚糖和甲壳素的主要组成成分。氨基葡萄糖及其衍生物应用十分广泛，在医药、食品、化妆品等领域均具有重要用途。在医药工业方面，氨基葡萄糖硫酸盐能通过刺激软骨蛋白聚糖的生物合成从而能作为治疗抗风湿性关节炎的原料药；在食品工业方面，氨基葡萄糖具有吸收体内产生的自由基、抗衰老、促进减肥、抑菌以及调节人体内分泌等多种生理功能，被用于食品添加剂和保健食品的生产中；在化妆品工业方面，乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)是透明质酸的单体，是目前高档的化妆品中不可缺少的一种物质。目前，主要有两种生产氨基葡萄糖的方法。(1)甲壳素水解法，包括甲壳素酸水解法和甲壳素酶水解法。其中，甲壳素酸水解法是最常用的氨基葡萄糖生产方法，该方法首先用高浓度盐酸水解几丁质得到乙酰氨基葡萄糖，然后将乙酰氨基葡萄糖脱乙酰基得到氨基葡萄糖。该生产方法会受到原料供应的影响，因酸处理而产生的废水会严重污染环境，另外，一些对虾蟹原料过敏的人群在食用由该方法制备得到的氨基葡萄糖后会出现过敏反应。甲壳素酶水解法以甲壳素为原料，在甲壳素酶的作用下水解反应生成单体氨基葡萄糖。该方法虽然对环境污染较小，但是同样受到原料供应、生产...
【技术保护点】
1.一种利用体外酶催化反应制备氨基葡萄糖的方法，其特征在于，包括：采用6-磷酸氨基葡萄糖脱氨酶(glucosamine-6-phosphate deaminase，EC 3.5.99.6，GlmD)催化，将6-磷酸果糖(F6P)和铵盐转化为6-磷酸氨基葡萄糖(GlcN6P)；和采用能够脱磷酸基团的酶催化GlcN6P脱磷酸基团生成氨基葡萄糖(GlcN)。/n优选地，所述铵盐选自硫酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种、两种或者更多种的任意混合物。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用体外酶催化反应制备氨基葡萄糖的方法，其特征在于，包括：采用6-磷酸氨基葡萄糖脱氨酶(glucosamine-6-phosphatedeaminase，EC3.5.99.6，GlmD)催化，将6-磷酸果糖(F6P)和铵盐转化为6-磷酸氨基葡萄糖(GlcN6P)；和采用能够脱磷酸基团的酶催化GlcN6P脱磷酸基团生成氨基葡萄糖(GlcN)。
优选地，所述铵盐选自硫酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种、两种或者更多种的任意混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将6-磷酸葡萄糖(G6P)转化为F6P的反应步骤，该步骤采用磷酸葡糖异构酶(phosphoglucoseisomerase，EC5.3.1.9，PGI)催化。
优选地，所述方法还包括将1-磷酸葡萄糖(G1P)转化为G6P的反应步骤，该步骤采用葡萄糖磷酸变位酶(phosphoglucomutase，EC5.4.2.2，PGM)催化。
优选地，所述方法还包括将底物和磷酸盐转化为G1P的反应步骤，所述底物为包含D-葡萄糖单元的二糖、多糖或其任意混合物，该步骤采用能将底物和磷酸盐转化为G1P的酶催化。
优选地，所述磷酸盐选自磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种、两种或者更多种的任意混合物。
优选地，所述包含D-葡萄糖单元的二糖为蔗糖，采用蔗糖磷酸化酶(sucrosephosphorylase,EC2.4.1.7，SP)催化将其和磷酸盐转化为G1P；
优选地，所述包含D-葡萄糖单元的多糖选自淀粉、淀粉衍生物或其任意混合物，采用淀粉磷酸化酶(α-glucanphosphorylase，EC2.4.1.1，αGP)催化将其和磷酸盐转化为G1P；
优选地，所述包含D-葡萄糖单元的多糖还选自纤维素、纤维素衍生物或其任意混合物；优选地，所述纤维素衍生物为纤维素经过酸或酶预处理后的产物；
优选地，当所述包含D-葡萄糖单元的多糖含有纤维素和/或纤维多糖时，采用纤维多糖磷酸化酶(cellodextrinphosphorylase，EC2.4.1.49，CDP)催化将其和磷酸盐转化为G1P；优选地，进一步采用纤维二糖磷酸化酶(cellobiosephosphorylase，EC2.4.1.20，CBP)催化将纤维素和/或纤维多糖降解产生的纤维二糖和磷酸盐转化为G1P；
优选地，当所述包含D-葡萄糖单元的多糖含有纤维二糖时，采用纤维二糖磷酸化酶(cellobiosephosphorylase，EC2.4.1.20，CBP)催化将其和磷酸盐转化为G1P。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述6-磷酸氨基葡萄糖脱氨酶来源于大肠杆菌(UniProt编号P0A759)、枯草芽孢杆菌(UniProt编号O35000)、蓝氏贾第鞭毛虫(UniProt编号V6TL01)或Thermococcuskodakarensis(UniProt编号Q5JDU3)；
优选地，所述能够脱磷酸基团的酶为6-磷酸氨基葡萄糖磷酸酶(6-phosphateglucosaminephosphatase，GlmP)；优选地，所述6-磷酸氨基葡萄糖磷酸酶来源于大肠杆菌(UniProt编号P77475、P27848、P0AE22等)、多形拟杆菌(Bacteroidesthetaiotaomicron，UniProt编号Q8A759)；
优选地，所述能够脱磷酸基团的酶由核苷酸编码，所述核苷酸包含与SEQIDNOs：1具有至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或100％序列同一性的核苷酸序列；优选地，所述能够脱磷酸基团的酶包含与SEQIDNOs：2具有至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或100％序列同一性的氨基酸序列；优选地，所述能够脱磷酸基团的酶为来源于Thermococcuskodakarensis的糖磷酸酶(UniProt编号Q5JJ45)；
优选地，所述淀粉磷酸化酶来源于大肠杆菌(Uniprot编号A0A0A0HB49)、海栖热袍菌(Thermotogamaritima，Uniprot编号G4FEH8)、热纤维梭菌(Clostridiumthermocellum，Uniprot编号A3DCB6)；
优选地；所述蔗糖磷酸化酶来源于青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis，UniProt编号A0ZZH6)、Thermoanaerobacteriumthermosaccharolyticum(UniProt编号D9TT09)；
优选地，所述纤维多糖磷酸化酶来源于热纤梭菌(Clostridiumthermocellum，UniProt编号A3DJQ6)、Clostridiumstercorarium(UniProt编号P77846)；
优选地，所述纤维二糖磷酸化酶来源于热纤梭菌(Clostridiumthermocellum，UniProt编号A3DC35)、Thermotoganeapolitana(UniProt编号B9K7M6)；
优选地，所述葡萄糖磷酸变位酶来源于热纤梭菌(Clostridiumthermocellum，Uniprot编号A3DEW8)、Thermococcuskodakarensis(UniProt编号Q68BJ6)；
优选地，所述磷酸葡糖异构酶来源于热纤梭菌(Clostridiumthermocellum，Uniprot编号A3DBX9)、嗜热栖热菌(Thermusthermophilus，Uniprot编号Q5SLL6)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，催化反应的温度为30-70℃，更优选为30-50℃，最优选为37℃。
优选地，催化反应的pH为5.0-8.0，更优选为6.0-7.5，最优选为7.0。
优选地，各步骤同时进行，催化反应的时间为1-48h，进一步优选为8-36小时，更优选为10-24小时，最优选为20小时。
优选地，各步骤分步进行，各步骤催化反应的时间彼此独立地为0.5-10小时，进一步优选为1-3小时，最优选为2小时。
优选地，底物的浓度为1-200g/L，进一步优选为5-50g/L，更优选为8-20g/L，最优选为10g/L。
优选地，将底物转化为G1P的酶的浓度为0.1-10U/...
【专利技术属性】
技术研发人员：游淳，孟冬冬，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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