D-阿洛酮糖的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种D

【技术实现步骤摘要】
D
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阿洛酮糖的制备方法


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种异构酶在制备D
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阿洛酮糖中的应用以及D
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阿洛酮糖的制备方法。

技术介绍

[0002]D
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阿洛酮糖(D
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psicose)也称为阿卢糖，是D
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果糖(D
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fructose)的C
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3差向异构体，但由于其在人体内几乎是不可代谢的，因此其热量极低，仅相当于蔗糖的0.3％，而其甜度却相当于蔗糖的70％，同时D
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阿洛酮糖具有与蔗糖相近的口感及容积特性，并与蔗糖一样可与食物中的氨基酸或蛋白质发生美拉德反应，可作为食品中蔗糖的理想替代品。据科学研究证实，D
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阿洛酮糖在预防肥胖、调节血糖、降血脂以及抗氧化等方面更具有独特的生理学功能，在食品、饮料、保健、医药等领域拥有巨大的市场前景。然而天然存在的D
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阿洛酮糖很少，且化学合成法存在经济性差、环境污染严重等缺点，因此，目前D
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阿洛酮糖的制备多以生物转化法为主，此方法的优势在于反应条件温和、无需有毒试剂、环境相容性好等方面。
[0003]D
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阿洛酮糖的生物转化最早由日本香川大学Ken Izumori教授提出，利用己糖醇作为中间体，完成稀少己酮糖之间的生物转化，即Izumoring生物转化法。1993年，Izumoring等从菊苣假单胞菌(Pseudomonas sp.ST
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24)中首次发现D
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酮糖3
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差向异构酶，其最适底物为D
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塔格糖，故命名为D
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塔格糖
‑3‑
差向异构酶(D
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tagatose 3
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epimerase,DTE)(Izumori K,et al.,A New Enzyme,D
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Ketohexose 3
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Epimerase,from Pseudomonas sp.ST
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24[J].Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2008,57(6):1037
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1039)。2005年，KIM等从Agrobacterium tumefaciens中分离得到D
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阿洛酮糖
‑3‑
差向异构酶(D
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psicose
‑3‑
epimerase，DPE)，该酶是一种典型的己酮糖
‑3‑
差向异构酶，可以催化D
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果糖的C
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3位置的差向异构化制备D
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阿洛酮糖(Kim H J,et al.,Characterization of an Agrobacterium tumefaciens D
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Psicose 3
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Epimerase That Converts D
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Fructose to D
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Psicose[J].Applied and Environmental Microbiology,2006)。
[0004][0005]D
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阿洛酮糖
‑3‑
差向异构酶催化D
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果糖转化成D
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阿洛酮糖的过程是一个热力学平衡反应，随着异构化温度的升高，会促进异构化反应向D
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阿洛酮糖方向进行。有报道指出，大多数DPE催化D
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阿洛酮糖产D
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果糖的效率是催化D
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果糖产D
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阿洛酮糖效率的2～3倍，从而导致D
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阿洛酮糖的产率较低。如果能在高温如70℃或更高的异构化温度下催化，会促使
平衡正向进行，提高D
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阿洛酮糖的产率。然而，天然的D
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阿洛酮糖
‑3‑
差向异构酶存在热稳定性差、催化效率低且半衰期短的缺点，因此筛选出能够适用于工业化生产的高效D
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阿洛酮糖
‑3‑
差向异构酶已成为生物催化法制备D
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阿洛酮糖亟待解决的问题。
[0006]专利CN104903457A从4种不同来源的具有酮糖
‑3‑
差向异构酶活性的多肽蛋白中筛选出对阿洛酮糖转化率最高的酮糖
‑3‑
差向异构酶(seq 6)，该基因来源于Desmospora sp.8437，并对生产阿洛酮糖的规模进行放大处理以及酶的固定化制备。
[0007]专利CN101189332B公开了一种利用源自根瘤土壤杆菌(Agrobacteriumtume faciens)的D
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阿洛酮糖
‑3‑
差向异构酶(seq.1)生产D
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阿洛酮糖的方法，优化了金属离子、反应时间及底物特异性条件，同时通过固定化酶的形式提高酶的稳定性。
[0008]专利CN111836889A公开了热稳定性提高的源自球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)酮糖
‑3‑
差向异构酶突变体。该突变体具有良好的热稳定性，但该专利中并未提及具体酶活及阿洛酮糖的转化率。
[0009]专利CN108473991A公开了一种由果糖生产阿洛糖混合物(含果糖、阿洛糖和阿洛酮糖)重组菌株，该菌株的重组载体中含有阿洛酮糖差向异构酶和阿洛糖差向异构酶融合蛋白的核酸序列。当重组菌种中的阿洛酮糖差向异构酶和阿洛糖差向异构酶基因分别来源于闪烁梭菌(Clostridiun scidens)和海皮尔氏菌(Persephonella marina)EX
‑
H1时，糖混合物中，阿洛酮糖的含量为24％～26％。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺少高效且具有良好温度稳定性的异构酶用于制备D
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阿洛酮糖的缺陷，提供了一种D
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阿洛酮糖的制备方法。本专利技术使用的异构酶或酶组合在制备D
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阿洛酮糖时具有良好的产率，同时具有良好的可溶稳定性和温度稳定性。
[0011]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0012]本专利技术的第一方面提供一种异构酶或酶组合在制备D
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阿洛酮糖中的应用，所述异构酶为来源于梭状芽孢杆菌(Clostridiales bacterium)、嗜热新芽孢杆菌(Novibacillus thermophilus)、丙酸弧菌(Propionivibrio sp)或细菌1XD42
‑
54的异构酶；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异构酶或酶组合在制备D
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阿洛酮糖中的应用，所述异构酶为来源于梭状芽孢杆菌(Clostridiales bacterium)、嗜热新芽孢杆菌(Novibacillus thermophilus)、丙酸弧菌(Propionivibrio sp)或细菌1XD42
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54的异构酶；所述酶组合包括所述异构酶的两种或两种以上。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述异构酶为NCBI登录号OKZ99022.1、WP_077721022.1、MBP7203468.1或RKJ49387.1对应的酶；较佳地，当所述异构酶为NCBI登录号OKZ99022.1对应的酶时，编码所述异构酶的序列具有如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；当所述异构酶为NCBI登录号WP_077721022.1对应的酶时，编码所述异构酶的序列具有如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；当所述异构酶为NCBI登录号MBP7203468.1对应的酶时，编码所述异构酶的序列具有如SEQ ID NO:3所示的核苷酸序列；当所述异构酶为NCBI登录号RKJ49387.1对应的酶时，编码所述异构酶的序列具有如SEQ ID NO:4所示的核苷酸序列。3.一种酶组合，其特征在于，所述酶组合包括两种或两种以上如权利要求1或2所述的应用所定义的异构酶。4.一种制备D
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阿洛酮糖的方法，其特征在于，所述方法包括：以D
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果糖为底物，通过异构酶或酶组合进行催化反应即得；其中，所述异构酶如权利要求1或2所述的应用中所述，所述酶组合如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：程占冰，焦琦，田振华，成静，王舒，
申请(专利权)人：弈柯莱生物科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：