谷氨酸脱羧酶及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种谷氨酸脱羧酶及其应用，涉及生物技术领域。本发明专利技术提供的谷氨酸脱羧酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。该谷氨酸脱羧酶为在现有谷氨酸脱羧酶的基础上进一步挖掘获得，经发明专利技术研究发现，本发明专利技术提供的谷氨酸脱羧酶pH稳定性和热稳定性良好，较改进前具有更高的催化活性和更宽的pH适用范围，具有很好的工业化生产γ

【技术实现步骤摘要】
谷氨酸脱羧酶及其应用


[0001]本专利技术涉及生物
，尤其是涉及一种谷氨酸脱羧酶及其应用。

技术介绍

[0002]γ
‑
氨基丁酸(GABA)又称4
‑
氨基丁酸，是一种四碳非蛋白质氨基酸，广泛存在于动物、植物和微生物中，具有调节激素分泌、降血压、控制哮喘、镇静安神增强记忆、治疗神经系统疾病、抗衰老等生理功能。此外，GABA还是合成尼龙
‑
4和2
‑
吡咯烷酮的重要中间体，在食品、医药和化工等行业具有广泛的应用前景。
[0003]如图1所示，谷氨酸脱羧酶(GAD,EC4.1.1.15)在辅因子磷酸吡哆醛(PLP)存在下，能够催化谷氨酸(L
‑
Glu)或谷氨酸钠(L
‑
MSG)发生不可逆的α
‑
脱羧反应生成GABA。GAD在微生物中广泛存在，其在应用中的两大主要缺陷是热稳定性差和仅能在酸性条件下发挥作用，热稳定性差导致酶在大规模催化生产GABA时极易失活，不断流加酸或碱，导致设备腐蚀，极大的增加生产成本。为了解决这些问题，近些年，研究者们在开发热稳定性提高和(或)pH适用范围有效拓宽的生物催化剂方面做了很多工作。
[0004]基于蛋白一级结构与蛋白表达的功能之间并没有绝对的对应关系，序列一致性高不代表催化性能也相似，若是关键的催化位点发生突变，则催化性质就会大不相同。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种谷氨酸脱羧酶，已解决上述问题中的至少一种。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供上述谷氨酸脱羧酶在γ
‑
氨基丁酸催化合成中的应用。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供一种用于γ
‑
氨基丁酸催化合成的产品。
[0009]本专利技术的第四目的在于提供一种基因。
[0010]本专利技术的第五目的在于提供一种重组质粒。
[0011]本专利技术的第六目的在于提供一种基因工程菌。
[0012]本专利技术的第七目的在于提供一种谷氨酸脱羧酶的制备方法。
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种谷氨酸脱羧酶，所述谷氨酸脱羧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0014]第二方面，本专利技术提供了上述谷氨酸脱羧酶在γ
‑
氨基丁酸催化合成中的应用。
[0015]第三方面，本专利技术提供了一种用于γ
‑
氨基丁酸催化合成的产品，即所述的谷氨酸脱羧酶；
[0016]第四方面，本专利技术提供了一种基因，所述基因编码所述的谷氨酸脱羧酶。
[0017]作为进一步技术方案，所述基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0018]第五方面，本专利技术提供了一种重组质粒，所述重组质粒包括载体和所述的基因。
[0019]作为进一步技术方案，所述载体包括pET
‑
28a(+)。
[0020]第六方面，本专利技术提供了一种基因工程菌，所述基因工程菌含有所述的重组质粒。
[0021]作为进一步技术方案，所述基因工程菌为大肠杆菌。
[0022]第七方面，本专利技术提供了一种谷氨酸脱羧酶的制备方法，将所述的基因工程菌进行发酵，经分离纯化后制备得到谷氨酸脱羧酶。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供的谷氨酸脱羧酶为在现有谷氨酸脱羧酶的基础上进一步挖掘获得，经专利技术研究发现，本专利技术提供的谷氨酸脱羧酶pH稳定性和热稳定性良好，较改进前具有更高的催化活性和更宽的pH适用范围，具有很好的工业化生产γ
‑
氨基丁酸的前景。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为谷氨酸脱羧酶催化γ
‑
氨基丁酸的反应方程式；
[0027]图2为谷氨酸脱羧酶的SDS
‑
PAGE电泳图；
[0028]图3为pH对谷氨酸脱羧酶活性的影响；
[0029]图4为温度对谷氨酸脱羧酶活性的影响；
[0030]图5为谷氨酸脱羧酶的pH稳定性；
[0031]图6为谷氨酸脱羧酶的热稳定性；
[0032]图7为谷氨酸脱羧酶催化产γ
‑
氨基丁酸的反应进程。
具体实施方式
[0033]下面将结合实施方式和实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]第一方面，本专利技术提供了一种谷氨酸脱羧酶，所述谷氨酸脱羧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示：
[0035]MGTLVSKDDIREKLYDSTYAARDLARPLPKYAFPEIEHDPKAIMQVVEDELFLDGNPRQNLATFCQTWEEEEVHKIMDFSMDRNMIDKSEYPQTAELEIRCAHMLADLWNAPDAEDTIGTSTTGSSEACMLGGMAAKWRWRAKRQAEGKPIDKPNLVCGPVQVCWEKFCRYWDIEKREVEMTPDRLQMDPASMLELVDENTIAVVPTFGVTYTGHYELVKPLSDALDKLQEEKGLDIDIHVDAASGGFLGPFCAPEIEWDFRLPRVKSISTSGHKYGLAPLGVGWIVWRDKAELPDDLVFSVPYLGGSVGTFAINFSRPAGQIVSQYYLFNRLGRDGYRRVQDASYQVAQFLSSRLEKLGPFDFINTGDPKAGIPAVCFRIRDGADLPYTLYDLSAKLLERGWQVPAFNLSGKASDITIMRVMVRQGVSMDMAQLLVEDIERAIAHFDAHPVTTPLTEEERGSYSHG(SEQ ID NO.1)。
[0036]本专利技术提供的谷氨酸脱羧酶是以现有谷氨酸脱羧酶为模板进一步挖掘获得，该酶
与模板Escherichia coli K
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12来源的GadB的序列同源性为59.27％，重组谷氨酸脱羧酶共有466个氨基酸，分子量大小约为53.5kDa。经专利技术研究发现，本专利技术提供的谷氨酸脱羧酶pH稳定性和热稳定性良好，较改进前具有更高的催化活性和更宽的pH适用范围，具有很好的工业化生产γ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谷氨酸脱羧酶，其特征在于，所述谷氨酸脱羧酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.权利要求1所述谷氨酸脱羧酶在γ
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氨基丁酸催化合成中的应用。3.一种用于γ
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氨基丁酸催化合成的产品，其特征在于，所述产品包括权利要求1所述的谷氨酸脱羧酶。4.一种基因，其特征在于，所述基因编码权利要求1所述的谷氨酸脱羧酶。5.根据权利要求4所述的基因，其特征在于，所述基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。6.一种重组...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜艳军，周丽亚，牛玉杰，郑晓冰，李霆，马腾，李朋正，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：