一种糖基转移酶及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种糖基转移酶及其应用。所述糖基转移酶的氨基酸序列与SEQ ID NO:1相比包含选自以下一个或多个的残基位置处的氨基酸残基差异：第98位氨基酸残基为A；第278位氨基酸残基为G；第294位氨基酸残基为R；第414位氨基酸残基为A。本发明专利技术的糖基转移酶的酶活高、稳定性好；将其用于制备甜菊糖苷时与糖基转移酶亲本相比，在催化活性方面有了明显的提高，转化率显著提升，从而降低了反应的成本，利于工业化生产。工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种糖基转移酶及其应用


[0001]本专利技术涉及一种糖基转移酶及其在制备甜菊糖苷中的应用。

技术介绍

[0002]甜菊糖苷(Steviol glycosides，又称甜菊醇糖苷)是一类从菊科草本植物甜菊叶中精提的新型天然低热量甜味剂，因其甜度高、热量低、无毒性、耐高温、耐酸碱和水溶性好等优点，被美国食品药品监督管理局认证为安全，可应用于食品行业。
[0003]甜菊糖苷是多种糖苷的混和物，不同甜菊糖苷在味质上存在较大的差异。甜菊糖苷(甜菊糖苷类化合物)的结构式如下：
[0004][0005]序号化合物R1R21甜菊醇HH2甜菊醇单糖苷Hβ
‑
Glc3甜菊醇双糖苷Hβ
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)4甜茶苷β
‑
Glcβ
‑
Glc5甜菊苷(STV)β
‑
Glcβ
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)6莱鲍迪苷A(RA)β
‑
Glcβ
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)7莱鲍迪苷B(RB)Hβ
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)
‑r/>β
‑
Glc(3
‑
1)8莱鲍迪苷C(RC)β
‑
Glcβ
‑
Glc
‑
α
‑
Rha(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)9莱鲍迪苷D(RD)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)10莱鲍迪苷E(RE)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)11莱鲍迪苷F(RF)β
‑
Glcβ
‑
Glc
‑
α
‑
Xly(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)12莱鲍迪苷M(RM)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)β
‑
Glc
‑
β
‑
Glc(2
‑
1)
‑
β
‑
Glc(3
‑
1)13杜可尔苷Aβ
‑
Glcβ
‑
Glc
‑
α
‑
Rha(2
‑
1)
[0006]上述甜菊糖苷类化合物，具有共同的糖苷配基：甜菊醇(Steviol)，区别在于C
‑
13和C
‑
19位置连接的糖基的数量和类型，主要包括甜菊苷(Stevioside)、莱鲍迪苷A(Rebaudioside A，Reb A)、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D(Rebaudioside D，Reb D)、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷M(Rebaudioside M，Reb M)、杜克苷、甜菊双糖苷等。甜菊糖苷中的R1和R2基团上连接糖基数量越多口感越好。
[0007]莱鲍迪苷D的甜度为蔗糖的300
‑
350倍，且甜味纯正，口感也更接近蔗糖，没有苦味和甘草异味，稳定性好，是一种理想的天然高倍甜味剂产品。甜叶菊叶子中莱鲍迪苷D的含量极少(少于5％)，采用提取法生产莱鲍迪苷D需要大量的甜叶菊原料，另外富集莱鲍迪苷D的工艺繁琐，提取后需要多次过柱和脱盐、脱色、重结晶，并在生产过程中产生大量的废水，
其生产成本较高，不适合工业化大生产。
[0008]目前生物酶法合成莱鲍迪苷D的方法需要外加昂贵的UDP
‑
葡萄糖为底物之一，通过UDP
‑
葡萄糖基转移酶(UDP
‑
glucosyltransferase，简称UGT)的作用，并且以甜菊苷或莱鲍迪苷A为底物，催化生成莱鲍迪苷D。但由于UDP
‑
葡萄糖极高的售价，几乎完全限制了工业化制备莱鲍迪苷D的可行性，经济性较差、缺乏市场竞争力。
[0009]葡萄糖基转移酶是在酶反应中只转移葡萄糖基的酶，该酶的作用机理是催化糖基供体的葡萄糖残基转移到糖基受体分子上，从而调节受体分子的活性。UDP
‑
葡萄糖基转移酶是葡萄糖基转移酶中的一种，以UDP
‑
葡萄糖作为糖基供体，几乎存在于所有有机体中。
[0010]UDP
‑
葡萄糖是二磷酸尿苷葡糖(uridine diphosphate glucose)的简称，又简称为UDP
‑
葡糖或者UDPG，是由尿苷二磷酸和葡萄糖组成的维生素，可看作“活性葡萄糖”，广泛分布于植物、动物和微生物的细胞内，在蔗糖、淀粉、糖原及其他寡糖和多糖合成中作葡萄糖基的供体，是最常见的一种糖基供体。
[0011]如今，随着天然甜味剂甜菊糖的广泛应用，以及生物催化技术的日益发展，UDP
‑
葡萄糖基转移酶被越来越多地应用在甜菊糖苷的生物催化制备的领域中来。目前甜菊糖苷的生物酶法制备领域中使用的酶往往存在酶活低、稳定性差等缺点，从而导致应用于工业化大生产制备甜菊糖苷的成本较高。因此，有必要对UDP
‑
葡萄糖基转移酶进行改造，从而获得酶活更高、稳定性更好的改造酶，以便更好地服务于工业化大生产。

技术实现思路

[0012]本专利技术所要解决的技术问题是现有的UDP
‑
葡萄糖基转移酶被应用于甜菊糖苷的生物催化制备时酶活低、稳定性差，因而用于催化甜菊糖苷(发生糖基化反应)时转化率不高等缺陷，因此本专利技术提供一种糖基转移酶(即，UDP
‑
葡萄糖基转移酶)以及其在制备甜菊糖苷中的应用。本专利技术的糖基转移酶(GT)的酶活高、稳定性好；将其用于制备甜菊糖苷(例如莱鲍迪苷D或莱鲍迪苷M)时与糖基转移酶亲本(氨基酸序列如SEQ ID NO:1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种糖基转移酶，其特征在于，所述糖基转移酶的氨基酸序列与SEQ ID NO:1相比包含选自以下一个或多个的残基位置处的氨基酸残基差异：第98位氨基酸残基为A；第278位氨基酸残基为G；第294位氨基酸残基为R；第414位氨基酸残基为A。2.如权利要求1所述的糖基转移酶，其特征在于，所述糖基转移酶的氨基酸序列与SEQ ID NO:1相比的氨基酸残基差异为：第98位氨基酸残基为A；或第278位氨基酸残基为G；或第294位氨基酸残基为R；或第414位氨基酸残基为A。3.一种分离的核酸，其特征在于，所述核酸编码如权利要求1或2所述的糖基转移酶。4.一种重组表达载体，其包含如权利要求3所述的核酸。5.一种转化体，其为包含如权利要求3所述的核酸或如权利要求4所述的重组表达载体的宿主细胞；较佳地，所述宿主细胞为埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴燕，田振华，王舒，郑孝富，
申请(专利权)人：弈柯莱生物科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：