一种由一碳化合物合成苏糖醇的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种由一碳化合物合成苏糖醇的方法及其应用

【技术实现步骤摘要】
一种由一碳化合物合成苏糖醇的方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种由一碳化合物合成苏糖醇的方法及其应用
。

技术介绍

[0002]苏糖醇是一种四碳糖醇，具有广泛的生物技术应用，包括绿色化学
、
制药
、
食品和医药等方面，它是制造很多手性助剂的前体物质，如曲奥舒凡，是一种用于治疗卵巢癌患者的双功能烷基化剂
。
它还被用来合成间丁酸酯，抗癌药物苏糖醇神经酰胺，白细胞介素
‑4和干扰素
‑
γ
。
从苏糖醇还可以衍生合成一系列各种人造的两亲性磷酸盐和合成磷脂，也是响应氧气的颜料的重要组成部分，这种颜料可用于智能的食物包装材料
。
[0003]目前，苏糖醇主要是通过微生物发酵生产，目前研究最多的方法是以赤藓糖为中间体，通过木糖醇脱氢酶
(XDH)
合成
d
‑
苏糖醇
。
研究者纯化了一个
XDH
，研究结果表明，其在体外具有将赤藓酮糖转化为赤藓糖醇和苏糖醇的潜能
。
后续，通过在解脂耶氏酵母赤藓糖醇生产途径中过表达
Ss
‑
XDH
，获得了
112g/L
的
d
‑
苏糖醇
。
但是该微生物发酵方法会产生甘露醇，赤藓糖醇等副产物
。
同时该微生物发酵法还存在菌体的生长环境控制严苛，后续发酵产物分离纯化困难等问题
。
[0004]近年来，一碳化合物作为很有应用前景的绿色能源物质得到广泛关注，一碳化合物可以用来合成基本的有机化工原料
、
燃料和其他高附加值化学品
。
因其廉价易得的特性，一碳化合物成为替代石油制备高价值化合物最有发展前景的化合物，在医药
、
食品
、
化工领域具有重要的科学意义和开发价值
。
同时一碳化合物的利用和转化也可以显著减少人们在化石燃料利用和合成材料使用过程中对生态环境造成的负面影响
。
甲醛可以由其他一碳化合物转化而来，进而转化为生物利用的中间物质，同时又兼具来源广泛
、
价格低廉等特点，以甲醛为前体合成高价值的化合物具有重要的应用前景
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种由甲醛合成苏糖醇的方法及其应用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术首先提供了一种苏糖醇的制备方法
。
[0007]本专利技术提供的苏糖醇的制备方法包括如下步骤：以甲醛和甘油为底物在甲醛转化蛋白
、D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶
、
苏糖醇脱氢酶和甘油脱氢酶的作用下反应生成苏糖醇
。
[0008]上述方法中，所述甲醛转化蛋白可为具有催化甲醛生成羟基乙醛和
1,3
‑
二羟基丙酮功能的任意蛋白，包括但不限于本专利技术中的氨基酸序列如
SEQ ID No.3
所示的甲醛突变蛋白
。
[0009]所述
D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶可为具有催化甲醛和
1,3
‑
二羟基丙酮聚合反应生成赤藓酮糖功能的任意蛋白，包括但不限于本专利技术中的氨基酸序列如
SEQ ID No.4
所示的
D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶突变蛋白
。
[0010]所述苏糖醇脱氢酶可为在
NADH
存在的条件下，具有催化赤藓酮糖生成苏糖醇功能
的任意蛋白，包括但不限于本专利技术中的氨基酸序列如
SEQ ID No.1
所示的苏糖醇脱氢酶
PHM
和氨基酸序列如
SEQ ID No.2
所示的苏糖醇脱氢酶
HCS。
[0011]所述甘油脱氢酶可为在
NAD
+
存在的条件下，具有催化甘油生成
1,3
‑
二羟基丙酮功能的任意蛋白，包括但不限于本专利技术中的氨基酸序列如
SEQ ID No.5
所示的甘油脱氢酶
。
[0012]进一步的，上述方法的反应体系由甲醛
、
甘油
、NADH、
甲醛转化蛋白
、D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶
、
苏糖醇脱氢酶
、
甘油脱氢酶和缓冲液组成
。
[0013]所述甲醛在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
2M(
不含
0M)
或0‑
0.6M(
不含
0M)
或
0.6
‑
2M
，具体可为
0.6M(600mM)
或
2M。
[0014]所述甘油在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
2M(
不含
0M)
或0‑
0.4M(
不含
0M)
或
0.4
‑
2M
，具体可为
0.4M(400mM)
或
2M。
[0015]所述
NADH
在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
10mM(
不含
0mM)
或0‑
2mM(
不含
0mM)
或2‑
10mM
，具体可为
2mM
或
10mM。
[0016]所述甲醛转化蛋白在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
20mg/mL(
不含
0mg/mL)
或0‑
5mg/mL(
不含
0mg/mL)
或5‑
20mg/mL
，具体可为
5mg/mL
或
20mg/mL。
[0017]所述
D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
20mg/mL(
不含
0mg/mL)
或0‑
5mg/mL(
不含
0mg/mL)
或5‑
20mg/mL
，具体可为
5mg/mL
或
20mg/mL。
[0018]所述苏糖醇脱氢酶在所述反应体系中的初始浓度可为0‑
20mg/mL(
不含
0mg/mL)
或0‑
3mg/mL(
不含
0mg/mL)
或3‑
20mg/mL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种苏糖醇的制备方法，包括如下步骤：以甲醛和甘油为底物在甲醛转化蛋白
、D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶
、
苏糖醇脱氢酶和甘油脱氢酶的作用下反应生成苏糖醇
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述苏糖醇脱氢酶的氨基酸序列如
SEQ ID No.1
或
SEQ ID No.2
所示
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述甲醛转化蛋白的氨基酸序列如
SEQ ID No.3
所示
。4.
根据权利要求1‑3任一所述的方法，其特征在于：所述
D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶的氨基酸序列如
SEQ ID No.4
所示
。5.
根据权利要求1‑4任一所述的方法，其特征在于：所述甘油脱氢酶的氨基酸序列如
SEQ ID No.5
所示
。6.
根据权利要求1‑5任一所述的方法，其特征在于：所述方法的反应体系由甲醛
、
甘油
、NADH、
甲醛转化蛋白
、D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶
、
苏糖醇脱氢酶
、
甘油脱氢酶和缓冲液组成
。7.
根据权利要求1‑6所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述甲醛转化蛋白催化所述甲醛合成二羟丙酮，进一步被所述
D
‑
果糖
‑6‑
磷酸醛缩酶催化和所述甲醛反应生成
L
‑
赤藓酮糖，所述苏糖醇脱氢酶
PHM
催化所述
L
‑
赤藓酮糖还原生成苏糖醇，所述甘油脱氢酶催化所述甘油还原生成二羟丙酮，提供辅酶
NADH
，同时生成的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱蕾蕾，李天真，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：