一种利用大肠杆菌制备大豆豆血红蛋白的方法技术

一种制备大豆豆血红蛋白的方法，包括：构建含有用于血红素生物合成途径酶的基因的第一质粒；构建含有用于大豆豆血红蛋白LGB2的基因的第二质粒；构建含有第一质粒和第二质粒的第一大肠杆菌生产宿主；以及通过培养第一大肠杆菌生产宿主来生产大豆豆血红蛋白。可用作肉类调味剂和/或铁补充剂的组合物包括按照该方法制备的大豆豆血红蛋白。法制备的大豆豆血红蛋白。法制备的大豆豆血红蛋白。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种利用大肠杆菌制备大豆豆血红蛋白的方法
[0001]本申请要求于2020年1月10日提交的美国临时专利申请第62/959,702号的优先权，其为了所用目的通过引用而结合，就像在本文中完全阐述了一样。


[0002]本专利技术涉及一种利用大肠杆菌制备大豆豆血红蛋白的方法以及大豆豆血红蛋白用作肉类调味剂和铁补充剂的用途。

技术介绍

[0003]人类从打猎生活开始就开始吃肉，肉主要来自被猎杀动物的肉(肌肉组织)。人类在发展，各行业也在发展，但也有一些问题需要解决。其中，畜牧业的发展带来了各种问题，包括环境问题。例如，环境问题包括畜牧业，畜牧业占所有人类温室气体排放的15％左右，其中一半来自全球饲养的15亿头牛。动物肉还需要比相同数量的植物多4
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25倍的水和6
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17倍的土地。此外，随着近来对动物生命权的认识的提高，为了获得肉类而进行屠宰已成为动物伦理中的一个问题。更为严重的问题是，随着世界人口快速增长，肉的供应也会像今天一样存在一个限制。
[0004]人造肉作为解决动物肉背后的低效率、反环境和反健康的恶性循环的主要工具而备受关注。一般来说，人造肉是指由素食成分制成的食品，有时不含奶制品等动物产品。许多人造肉是基于大豆(例如豆腐、豆豉)或基于麸质的，但现在也可能由豌豆蛋白制成。人造肉的目标市场包括素食者、纯素食者、寻求减少肉类消费的非素食者，以及遵循印度教、犹太教、伊斯兰教和佛教的宗教饮食的人。根据一份最近的报告，2017年全球人造肉市场规模为41.75亿美元，预计到2025年将达到75.49亿美元。人造肉的重要性的根本原因通常始于喂养预计从现在的77亿增加到2050年的98亿和2100年的112亿的全球人口。这一增长的大部分将发生在非洲，其次是亚洲。
[0005]尽管人造肉的发展很重要，但今天市场上的无肉肉类产品在一个重要方面是不同的。人造肉由植物制成，以提供与肉类相同的食品质地。大多数生产人造肉的公司选择通过在人造肉中添加甜菜汁或其他植物色素来获得独特的肉色，但它们无法提供像肉类一样的风味。
[0006]因此，相比任何其他事情，更有必要开发一种能够提供和保持真正肉类的风味和颜色的食品添加剂。
[0007]同时，铁(Fe)是一种微量元素，在体内对氧的运输起至关重要的作用，是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、铁/硫蛋白和生物分子结构的重要组成部分。体内铁的总平均量约为3至4克，其中60％至65％与循环红细胞中的血红蛋白结合，其余30％至35％作为储存铁(铁蛋白)而存在。铁也以组织铁和血清铁(转铁蛋白)的形式存在，此外，肌肉的肌红蛋白中也有少量铁。
[0008]铁在体内不能合成，因此必须完全通过摄入获得，以血红素铁和非血红素铁两种类型存在。血红素铁是一种铁络合物，其具有与体内的血红蛋白的血红素结构相同的部分，
非血红素铁是不具有与血红蛋白的血红素结构相同的部分的铁络合物。这两种类型的铁都可以用作铁补充剂(补铁化合物)，已知血红素铁的生物利用度远高于非血红素铁。此外，血红素铁在体内的吸收不受其他饮食因素的影响。此外，血红素铁具有不会引起已针对非血红素铁报道过的各种副作用(便秘、胃肠失调等)的优点。
[0009]通常，血红素铁是由屠宰动物的血液(例如猪血)制成的。通过以下方式从屠宰场的血液制备血红素铁：首先从屠宰场的血液中分离出血红蛋白，然后再从分离出的血红蛋白中分离出血红素铁。可以通过使用醇和咪唑衍生物的方法(Lindroos，美国专利4,431,581)、向其中添加氨基酸的方法(Ingberg等人，美国专利5,008,388)、使用高浓度有机酸在高温下进行分解的方法(Liu等人,J.Agric.Food Chem.,44,2957,1996)、使用蛋白酶的方法等从血红蛋白分离血红素铁。
[0010]这样通过常规方法制备的血红素铁有许多非血红素铁不存在的问题，例如被动物源性感染源感染的风险、家畜生长激素污染和残留抗生素。因此，有必要开发一种不来源于动物血液的血红素铁的制备方法。

技术实现思路

[0011]因此，牢记相关技术中遇到的问题做出了本专利技术，本专利技术旨在解决这些问题。
[0012]一方面，制备大豆豆血红蛋白的方法包括：构建含有用于血红素生物合成途径酶的基因的第一质粒；构建含有用于大豆豆血红蛋白LGB2的基因的第二质粒；构建含有第一质粒和第二质粒的第一大肠杆菌生产宿主；以及通过培养第一大肠杆菌生产宿主来生产大豆豆血红蛋白。
[0013]在另一方面，血红素生物合成途径酶是ALA合酶、NADP依赖的苹果酸酶、二羧酸转运体和亚铁螯合酶。
[0014]在另一方面，大豆豆血红蛋白由具有如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的珠蛋白和具有分子式1的血红素组成。
[0015][0016]在另一个方面，第一质粒具有SEQ ID NO:6所示的核苷酸序列。
[0017]在另一个方面，第二质粒具有SEQ ID NO:8所示的核苷酸序列。
[0018]在另一个方面，ALA合酶是具有SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列的球形红杆菌ALA合酶，NADP依赖的苹果酸酶是具有SEQ ID NO:3所示的核苷酸序列的大肠杆菌NADP依赖的苹果酸酶，二羧酸转运体是具有SEQ ID NO:4所示的核苷酸序列的大肠杆菌二羧酸转运体，并且亚铁螯合酶是具有SEQ ID NO:5所示的核苷酸序列的大肠杆菌亚铁螯合酶。
[0019]在另一个方面，该方法还包括使用琥珀酸将pH调节至7至9，以培养第一大肠杆菌生产宿主。
[0020]在一个方面，制备大豆豆血红蛋白的方法包括：构建含有用于血红素生物合成途径酶的基因的第三质粒；构建含有第三质粒的第二大肠杆菌生产宿主；通过培养第二大肠杆菌生产宿主生产大豆豆血红蛋白。
[0021]在另一方面，血红素生物合成途径酶是ALA合酶、NADP依赖的苹果酸酶、二羧酸转运体和亚铁螯合酶。
[0022]在另一个方面，大豆豆血红蛋白由具有如SEQ ID NO:1所示氨基酸序列的珠蛋白和具有分子式1的血红素组成。
[0023][0024]在另一个方面，第三质粒具有SEQ ID NO:9所示的核苷酸序列。
[0025]在另一个方面，ALA合酶是具有SEQ ID NO:2所示核苷酸序列的球形红杆菌ALA合酶，NADP依赖的苹果酸酶是具有SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的大肠杆菌NADP依赖的苹果酸酶，二羧酸转运体是具有SEQ ID NO:4所示核苷酸序列的大肠杆菌二羧酸转运体，亚铁螯合酶是具有SEQ ID NO:5所示核苷酸序列的大肠杆菌亚铁螯合酶。
[0026]在另一个方面，该方法还包括使用琥珀酸将pH调节至7至9，以培养第二大肠杆菌生产宿主。
[0027]在一个方面，制备大豆豆血红蛋白的方法包括：构建含有用于大豆豆血红蛋白LGB2的基因的第二质粒；构建含有第二质粒的第三大肠杆菌生产宿主；通过培养第三大肠杆菌生产宿主制备珠蛋白；通过微生物发酵或化学合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备大豆豆血红蛋白的方法，包括：构建含有用于血红素生物合成途径酶的基因的第一质粒；构建含有用于大豆豆血红蛋白LGB2的基因的第二质粒；构建含有第一质粒和第二质粒的第一大肠杆菌生产宿主；以及通过培养第一大肠杆菌生产宿主生产大豆豆血红蛋白。2.根据权利要求1所述的方法，其中血红素生物合成途径酶是ALA合酶、NADP依赖的苹果酸酶、二羧酸转运体和亚铁螯合酶。3.根据权利要求1所述的方法，其中大豆豆血红蛋白由具有如SEQ ID NO:1所示氨基酸序列的珠蛋白和具有分子式1的血红素组成，4.根据权利要求1所述的方法，其中，第一质粒具有SEQ ID NO：6所示的核苷酸序列。5.根据权利要求1所述的方法，其中，第二质粒具有SEQ ID NO：8所示的核苷酸序列。6.根据权利要求2所述的方法，其中，ALA合酶是具有SEQ ID NO：2所示核苷酸序列的球形红杆菌ALA合酶，NADP依赖的苹果酸酶是具有SEQ ID NO:3所示核苷酸序列的大肠杆菌NADP依赖的苹果酸酶，二羧酸转运体是具有SEQ ID NO:4所示核苷酸序列的大肠杆菌二羧酸转运体，亚铁螯合酶是具有SEQ ID NO:5所示核苷酸序列的大肠杆菌亚铁螯合酶。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用琥珀酸将pH调节至7至9，以培养第一大肠杆菌生产宿主。8.一种制备大豆豆血红蛋白的方法，包括：构建含有用于血红素生物合成途径酶的基因的第三质粒；构建含有第三质粒的第二大肠杆菌生产宿主；通过培养第二大肠杆菌生产宿主制备大豆豆血红蛋白。9.根据权利要求8所述的方法，其中血红素生物合成途径酶是ALA合酶、NADP依赖的苹果酸酶、二羧酸转运体和亚铁螯合酶。10.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹成俊，姜尚铉，全秀娟，权安成，李恩吉，
申请(专利权)人：尹特荣生物科技株式会社，
类型：发明
国别省市：