各种新颖岩藻糖基低聚糖的制备方法和其用途技术

本发明专利技术涉及一种用于各种新颖岩藻糖基低聚糖的制备方法和其用途。更具体地说，本发明专利技术允许通过使用GDP‑L‑岩藻糖供体和各种葡萄糖受体与α‑1,2‑岩藻糖基转移酶的酶反应来制备各种新颖岩藻糖基低聚糖并且建立其益生菌特性，且因此具有提供作为医药、食品、化妆产品等的材料的用途的效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】各种新颖岩藻糖基低聚糖的制备方法和其用途
本专利技术涉及一种通过使用GDP-L-岩藻糖供体和各种糖受体与α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应来产生各种新颖岩藻糖基低聚糖的方法和其作为益生菌的用途。
技术介绍
益生菌是指通过有益肠道细菌选择性地发酵以改善肠道菌群并且有益于人体健康的物质。近年来，已经报告了关于人类疾病与肠道菌群之间的相关性的研究，且肠道菌群被认为是第二人类基因组，且因此本领域中的研究迅速地发展。具体地说，根据已经报告的研究结果，展示出肥胖症、糖尿病以及免疫功能是根据增加有益肠道菌群的分布来改善的，关于肠道菌群的研究正受到更多的关注。岩藻糖基低聚糖是母乳低聚糖的主要成分之一并且具有由益生菌微生物选择性发酵的益生菌的活性和预防肠道病原性微生物沉降的生理活性。除了肠道健康相关的生理活性外，岩藻糖基低聚糖已知能够增强记忆力并且预期有帮助预防痴呆症。在岩藻糖基低聚糖当中，众所周知的是作为二糖的岩藻糖基半乳糖(FGal)在用其治疗海马神经元时促进了神经细胞的生长。这表明FGal可以用作用于治疗神经系统相关疾病的药剂的可能性。随着全世界人口老龄化迅速地发展，患有神经疾病的患者的数量迅速地增加，且因此，对于研发有效治疗剂的需求也正在增加。举例来说，阿尔茨海默病疗法的全球市场预计在2023年将扩展到133亿美元，而帕金森病疗法的市场预计在2022年将扩展到47亿美元。然而，迄今为止，主要已研发了缓解症状的药物，且因此没有基础治疗的药物以使得无法满足全部需求，且因此，期望大大地扩展潜在的市场。此外，由于经济增长，预期第三世界的购买力扩展将有助于未来的市场增长。上文所描述的各种岩藻糖基低聚糖的生理活性，例如益生菌活性、记忆力增强以及促进神经细胞的生长预期将由岩藻糖单元产生，且因此本专利技术的专利技术人使用α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应产生不同类型的岩藻糖基低聚糖且检验其作为益生菌的特性，且因此完成本专利技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种通过α-1,2-岩藻糖基转移酶与GDP-L-岩藻糖供体和各种糖受体的酶反应来产生各种岩藻糖基低聚糖的方法。本专利技术的另一个目的是提供具有益生菌特性的岩藻糖基低聚糖的用途。技术解决方案根据本专利技术的一方面，提供有一种益生菌医药组成物，包含由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。本专利技术还提供一种改善个体的肠道健康的方法，包含向个体给予益生菌医药组成物。本专利技术还提供一种益生菌化妆品组成物，包含由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。本专利技术还涉及一种益生菌食品组成物：包含由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。本专利技术还提供一种产生岩藻糖基低聚糖的方法，包含使糖受体(sugaracceptor)和GDP-L-岩藻糖(鸟苷5′-二磷酸-β-L-岩藻糖)供体与α-1,2-岩藻糖基转移酶(α-1,2-fucosyltransferase)反应以产生岩藻糖基低聚糖，其中糖受体包含由以下组成的族群中选出的一种或多种：葡萄糖、半乳糖、纤维二糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、甘露糖、木糖以及琼脂二糖，以及α-1,2-岩藻糖基转移酶包含由SEQIDNOS:1到3的氨基酸序列中选出的任何一个。本专利技术还提供一种产生岩藻糖基低聚糖的方法，包含：在存在糖受体(sugaracceptor)和甘油的情况下培养重组大肠杆菌或酵母菌，所述重组大肠杆菌或酵母菌中引入用于表达参与用于产生GDP-L-岩藻糖(鸟苷5′-二磷酸-β-L-岩藻糖)供体的从头合成途径(Denovopathway)的ManB、ManC、Gmd以及WcaG的载体；和用于表达α-1,2-岩藻糖基转移酶(α-1,2-fucosyltransferase)的载体；以及从大肠杆菌培养物中分离并纯化岩藻糖基低聚糖，其中糖受体包含由以下组成的族群中选出的一种或多种：葡萄糖、半乳糖、纤维二糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、甘露糖、木糖以及琼脂二糖，以及α-1,2-岩藻糖基转移酶包含由SEQIDNOS:1到3的氨基酸序列中选出的任何一个。专利技术的有利效应本专利技术具有以下效应：提供一种使用GDP-L-岩藻糖供体和各种糖受体与α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应或通过将酶反应应用到重组大肠杆菌中的代谢工程技术来产生岩藻糖基低聚糖的方法。本专利技术还提供岩藻糖基低聚糖基于其益生菌特性而用作医疗、化妆品以及食品领域中的益生菌材料的效应。附图说明图1是示出使用GDP-岩藻糖供体和各种糖受体通过α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应来产生不同类型的岩藻糖基低聚糖的视图。图2示出展示α-1,2-岩藻糖基转移酶与各种糖受体之间的反应性的测试结果。图3到图5示出通过使用GDP-L-岩藻糖供体和糖受体与α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应所产生的岩藻糖基低聚糖的LC/MS分析结果，糖受体例如葡萄糖、半乳糖、纤维二糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、甘露糖、木糖以及琼脂二糖。图6示出使用重组大肠杆菌(A)产生2-岩藻糖基半乳糖和重组大肠杆菌的分批发酵结果(B)以及分批进料发酵结果(C)的视图。图7示出在重组大肠杆菌(A)的发酵液中使用G-10管柱通过尺寸排阻色谱来分离并且纯化的2-岩藻糖基半乳糖(B)，使用2-岩藻糖基半乳糖作为底物以确认2-岩藻糖基半乳糖(D)的α-1,2-糖苷键的α-1,2-岩藻糖基转移酶的酶反应结果，以及重组大肠杆菌的粗制酶溶液的α-1,2-岩藻糖苷酶的酶反应结果，所述重组大肠杆菌包含作为对照的不含编码酶(C)的基因的空白载体。图8示出确认属于双歧杆菌属的菌株中2-岩藻糖基半乳糖的益生菌活性的结果。图9示出确认病原性微生物中2-岩藻糖基半乳糖的代谢的结果。具体实施方式迄今为止，本专利技术的专利技术人首先通过酶反应和微生物发酵来产生岩藻糖基半乳糖(FGal)(美国专利第7,858,578号)，迄今为止，所述岩藻糖基半乳糖仅通过化学合成来产生。此外，本专利技术人首先论证FGal是由双歧杆菌发酵的益生菌，双歧杆菌为益生菌微生物。具体地说，在各种糖受体当中，构成红藻的主要碳水化合物琼脂糖的二糖基础结构琼脂二糖首先用于产生2-岩藻糖基琼脂二糖。已知琼脂二糖为具有抗氧化效应、抗微生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种益生菌医药组成物，包括由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171120 KR 10-2017-01548401.一种益生菌医药组成物，包括由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。


2.根据权利要求1所述的益生菌医药组成物，其中所述益生菌医药组成物促进有益肠道细菌的增殖并且抑制有害肠道细菌的生长。


3.根据权利要求2所述的益生菌医药组成物，其中所述有益肠道细菌是属于双歧杆菌属、乳杆菌属或链球菌属的菌株。


4.根据权利要求3所述的益生菌医药组成物，其中属于所述双歧杆菌属的菌株包括长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacteriumlongumsubsp.infantis)ATCC15697、两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)DSM20082或婴儿双歧杆菌(Bifidobacteriumkashiwanohence)DSM21854。


5.一种益生菌化妆品组成物，包括由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。


6.一种益生菌食品组成物，包括由以下组成的族群中选出的一种或多种岩藻糖基低聚糖：2'-岩藻糖基葡萄糖、2'-岩藻糖基半乳糖、2'-岩藻糖基纤维二糖、2'-岩藻糖基果糖、2'-岩藻糖基蔗糖、2'-岩藻糖基麦芽糖、2'-岩藻糖基甘露糖、2'-岩藻糖基木糖以及2'-岩藻糖基琼脂二糖。


7.一种制备岩藻糖基低聚糖的方法，包括：
使糖受体(sugaracceptor)和GDP-L-岩藻糖(鸟苷5′-二磷酸-β-L-岩藻糖)供体与α-1,2-岩藻糖基转移酶(α-1,2-fucosyltransferase)反应以产生岩藻糖基低聚糖，
其中所述糖受体包括由以下组成的族群中选出的一种或多种：葡萄...

【专利技术属性】
技术研发人员：金京宪，陈勇秀，尹银珠，俞素萝，李栽源，
申请(专利权)人：高丽大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR