酶法反应组合物、增加酶法反应中三磷酸腺苷(ATP)量的方法及其应用技术

本发明专利技术提供了酶法反应组合物、增加酶法反应中的三磷酸腺苷(ATP)的量的方法以及利用三磷酸腺苷(ATP)合成氨基酸或其衍生物、多肽、酶或蛋白的方法。所述方法在进行酶法反应时加入生产单磷酸腺苷(AMP)的第一酶或酶组以及腺苷，以新增三磷酸腺苷(ATP)的量。本发明专利技术的方法和组合物能够增加三磷酸腺苷(ATP)的量，从而提高酶法反应效率并且降低成本。

【技术实现步骤摘要】
酶法反应组合物、增加酶法反应中三磷酸腺苷(ATP)量的方法及其应用
本专利技术涉及生化领域，具体而言，涉及利用三磷酸腺苷(ATP)的生化反应，特别是利用三磷酸腺苷的酶法反应，酶法反应组合物以及增加酶法反应中三磷酸腺苷(ATP)含量的方法
技术介绍
三磷酸腺苷(ATP)是由三个相连的磷酸基团、核糖和腺嘌呤组成的高能量化合物。三磷酸腺苷(ATP)是生物体内最重要的辅酶，为新陈代谢提供能量和提供磷酸基团和腺苷基团等。三磷酸腺苷(ATP)的重要组成部份是三个相连的α、β和γ-磷酸基团；α-磷酸基团和腺苷连接，β和γ磷酸基团均为高能磷酸键。仅含α-磷酸基团的为单磷酸腺苷(AMP)；化合物含有α和β两个磷酸基团为二磷酸腺苷(ADP)；含α、β和γ三个磷酸基团为三磷酸腺苷(ATP)。在利用三磷酸腺苷(ATP)(例如，以三磷酸腺苷(ATP)为能量或/和以磷酸基团为底物)的酶法反应中，合成酶可使用三磷酸腺苷(ATP)中的一个或两个高能磷酸键或/和以磷酸基团为底物。反应完成后(ATP)转化成二磷酸腺苷(ADP)或AMP、单磷酸等；生物反应中也会以三磷酸腺苷(ATP)作为底物；合成酶能利用三磷酸腺苷(ATP)的腺苷部分为底物，与其他化合物进行合成，副产物为单磷酸或焦磷酸。通过酶法反应进行多肽合成和磷酸化生产为现代生物科技的重要手段。与化学合成方法相比，酶法生产拥有多项优势：在合成过程中，利用酶法生产时不使用对环境有害或有毒的有机化学物、进行反应时一般不产生副产品而因此有利纯化等。但是，目前使用三磷酸腺苷(ATP)的酶法工艺由于成本等原因尚无法广泛应用。仍然需要进一步改善的使用三磷酸腺苷(ATP)的酶法工艺或者酶法反应。
技术实现思路
本专利技术提供了酶法反应组合物、酶法反应、增加酶法反应中的三磷酸腺苷(ATP)的含量的方法以及其应用。具体而言，本专利技术提供了：(1)一种增加酶法反应中的三磷酸腺苷(ATP)的量的方法，其中在进行酶法反应时加入生产单磷酸腺苷(AMP)的第一酶或酶组以及腺苷，以新增三磷酸腺苷(ATP)的量，其中所述酶法反应的反应底物包含三磷酸腺苷(ATP)或其盐。(2)根据上述任意的方法，所述方法还包括在加入第一酶或酶组的同时、之前或者之后，加入负责三磷酸腺苷(ATP)再生的第二酶或酶组。(3)根据上述任意的方法，在加入第一酶或酶组和/或加入第二酶或酶组的同时、之前或者之后，加入第三酶或酶组。(4)根据上述任意的方法，所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)。(5)根据上述任意的方法，所述反应底物还包含多聚磷酸或其盐以及辅助离子中的至少一者，所述辅助离子优选镁离子、钠离子、钾离子和氯离子中的至少一者，更优选为镁离子和钾离子中至少一者；辅助离子可为其无机盐或有机盐的状态，优选为六水氯化镁、氯化钠、氯化锰、硫酸镁和碳酸钾中的至少一者，更优选为六水氯化镁、氯化钠和碳酸钾中的至少一者。(6)根据上述任意的方法，所述的第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、多聚磷酸激酶(PPK)和腺苷酸激酶(ADK)中的至少一者，任选地，所述第三酶或酶组包含肌酸激酶(CK)、谷氨酸激酶(GK)、輔酶I激酶(NK)和/或以三磷酸腺苷(ATP)为其中之一底物以进行氨基酸、肽或蛋白的磷酸化、磷酸转移或多肽合成的其他酶或者酶组。(7)根据上述任意的方法，所述酶法反应包括下列中的至少一者：(i)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，反应底物包含腺苷、多聚磷酸和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含单磷酸腺苷(AMP)和二磷酸腺苷(ADP)；(ii)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)，反应底物包含单磷酸腺苷(AMP)和多聚磷酸，并且反应产物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；(iii)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且第二酶或酶组包含腺苷酸激酶(ADK)，反应底物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸，并且反应产物包含单磷酸腺苷(AMP)和三磷酸腺苷(ATP)；(iv)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且所述的第二酶或酶组包含多聚磷酸激酶(PPK)，反应底物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸，并且反应产物包含三磷酸腺苷(ATP)和多聚磷酸；以及(v)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、多聚磷酸激酶(PPK)和腺苷酸激酶(ADK)并且所述的第三酶或酶组包含肌酸激酶(CK)，反应底物包含肌酸和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含磷酸肌酸、二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；第三酶或酶组还包含谷氨酸激酶(GK)，反应底物包含谷氨酸和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含谷氨酸5-磷酸、二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；第三酶或酶组还可包含辅酶I激酶(NK)，反应底物包含辅酶I和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；第三酶或酶组还可包含其他酶或者酶组以三磷酸腺苷(ATP)为其中之一的酶法反应底物以进行氨基酸、核酸、肽或蛋白的磷酸化、磷酸转移或多肽合成；(vi)利用多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、腺苷酸激酶(ADK)和磷酸激酶的全部或至少一者、腺苷激酶和以三磷酸腺苷(ATP)为反应底物在同一反应体系中以混合、并联或串联的方式同时进行反应或在不同的反应体系中分别进行反应；(vii)只利用多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、腺苷激酶(AK)和多聚磷酸激酶(PPK)的全部或至少一者和以三磷酸腺苷(ATP)为反应底物在不同的反应体系中以混合、并联或串联的方式同时进行反应或在不同的反应体系中分别进行反应；和(viii)只利用腺苷激酶以腺苷为底物生产单磷酸腺苷(AMP)，以新增三磷酸腺苷(ATP)。(8)根据上述任意的方法，所述的第二酶或酶组分别将单磷酸腺苷(AMP)和二磷酸腺苷(ADP)再生至二磷酸腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)；以及任选地，所述第一酶或酶组将腺苷合成至单磷酸腺苷(AMP)。(9)根据上述任意的方法，所述酶法反应包括利用腺苷和三磷酸腺苷(ATP)为底物合成单磷酸腺苷(AMP)。(10)根据上述任意的方法，所述反应底物还包含肌酸或其水合物、谷氨酸鈉或其水合物和/或輔酶I等。(11)根据上述任意的方法，按酶法反应中产生三磷酸腺苷(ATP)降解物的水平确定加入的第一酶或者酶组，降解物优选为二磷酸腺苷(ADP)、单磷酸腺苷(AMP)和/或腺苷。(12)根据上述任意的方法，以纯化或非纯化的细胞破碎液、液酶、固定化细胞或固定化酶的形式加入所述第一酶或酶组、或者第二酶或酶组、或者第三酶或酶组。(13)根据上述任意的方法，所述酶法反应的条件为：温度为28-40摄氏度，优选为30-38摄氏度，更优选为33-37摄氏度；pH值为5-9，优选为6-8.5，更优选为7-7.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增加酶法反应中的三磷酸腺苷(ATP)的量的方法，其特征在于在进行酶法反应时加入生产单磷酸腺苷(AMP)的第一酶或酶组以及腺苷，以新增三磷酸腺苷(ATP)的量，其中所述酶法反应的反应底物包含三磷酸腺苷(ATP)或其盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种增加酶法反应中的三磷酸腺苷(ATP)的量的方法，其特征在于在进行酶法反应时加入生产单磷酸腺苷(AMP)的第一酶或酶组以及腺苷，以新增三磷酸腺苷(ATP)的量，其中所述酶法反应的反应底物包含三磷酸腺苷(ATP)或其盐。


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在加入第一酶或酶组的同时、之前或者之后，加入负责三磷酸腺苷(ATP)再生的第二酶或酶组。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在加入第一酶或酶组和/或加入第二酶或酶组的同时、之前或者之后，加入第三酶或酶组。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于所述反应底物还包含多聚磷酸或其盐以及辅助离子中的至少一者，
所述辅助离子优选镁离子、钠离子、钾离子和氯离子中的至少一者，更优选为镁离子和钾离子中至少一者；辅助离子可为其无机盐或有机盐的状态，优选为六水氯化镁、氯化钠、氯化锰、硫酸镁和碳酸钾中的至少一者，更优选为六水氯化镁、氯化钠和碳酸钾中的至少一者。


6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、多聚磷酸激酶(PPK)和腺苷酸激酶(ADK)中的至少一者；或者
所述第三酶或酶组包含肌酸激酶(CK)、谷氨酸激酶(GK)、輔酶I激酶(NK)和/或以三磷酸腺苷(ATP)为其中之一底物以进行氨基酸、肽或蛋白的磷酸化、磷酸转移或多肽合成的其他酶或者酶组。


7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述酶法反应包括下列中的至少一者：
(i)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，反应底物包含腺苷、多聚磷酸和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含单磷酸腺苷(AMP)和二磷酸腺苷(ADP)；
(ii)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)，反应底物包含单磷酸腺苷(AMP)和多聚磷酸，并且反应产物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；
(iii)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且第二酶或酶组包含腺苷酸激酶(ADK)，反应底物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸，并且反应产物包含单磷酸腺苷(AMP)和三磷酸腺苷(ATP)；
(iv)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，并且所述的第二酶或酶组包含多聚磷酸激酶(PPK)，反应底物包含二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸，并且反应产物包含三磷酸腺苷(ATP)和多聚磷酸；以及
(v)所述的第一酶或酶组包含腺苷激酶(AK)，第二酶或酶组包含多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、多聚磷酸激酶(PPK)和腺苷酸激酶(ADK)并且所述的第三酶或酶组包含肌酸激酶，反应底物包含肌酸和三磷酸腺苷(ATP)，并且反应产物包含磷酸肌酸、二磷酸腺苷(ADP)和多聚磷酸；
(vi)利用多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、腺苷酸激酶(ADK)和多聚磷酸激酶(PPK)的全部或至少一者、腺苷激酶(AK)和以三磷酸腺苷(ATP)为反应底物在同一反应体系中以混合、并联或串联的方式同时进行反应或在不同的反应体系中分别进行反应；
(vii)只利用多聚磷酸:AMP磷酸转移酶(PAP)、腺苷激酶(AK)和多聚磷酸激酶(PPK)的全部或至少一者和以三磷酸腺苷(ATP)为反应底物在不同的反应体系中以混合、并联或串联的方式同时进行反应或在不同的反应体系中分别进行反应；和
(viii)只利用腺苷激酶以腺苷为底物生产单磷酸腺苷(AMP)，以新增三磷酸腺苷(ATP)。

【专利技术属性】
技术研发人员：曾实现，潘永强，萧游龙，卢锦春，王骏，
申请(专利权)人：百瑞全球有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB