【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因克隆及分子生物学领域，具体涉及一种糖基转移酶及其在生产糖苷中的用途。
技术介绍
1、植物体内参与催化化合物糖苷化的酶叫做糖基转移酶类(glycosyltransferase，gts)，它将活性的糖供体转移到糖受体上，从而形成受体糖苷化产物。udpg-糖基转移酶类(ugts)是一个依赖于udpg(尿嘧啶核苷二磷酸糖)糖供体的糖基转移酶类。
2、糖基转移酶(ec2.4.x.y)是自然界存在的最为多样性的一大类酶，糖基转移酶负责将活性供体的单糖部分转移至糖、蛋白质、脂类、核酸以及另外一些小分子，即完成糖基化反应，形成具有很多生物学功能的糖基化产物。在原核生物和真核生物中存在大量的糖基转移酶，其用于催化糖基化反应生成寡糖、多糖和糖复合物。这些结构多样性的糖分子参与和介导从结构、存储到信号传递等生命活动。糖基转移酶能够将活化的糖基供体上的糖基团转移至特定的受体分子形成糖苷键，而在糖基团转移过程中异头碳原子构型保留或者翻转而形成不同构型的糖基化产物。
3、ugts属于gt1多基因家族，gt1家族约占整个gts家族的一半左右。这类基因编码的蛋白在c端通常有一段44个氨基酸的保守序列，该序列在糖苷化反应中可能参与结合udpg，又被称为pspg盒。在植物多基因gts家族，普遍参与植物各种生长调控和逆境胁迫等。
4、糖基转移酶在所有生命体中都扮演着重要的生物学角色，日益引起人们的重视。蛋白质的糖基化修饰和天然糖蛋白的去糖基化是研究糖蛋白糖链结构和功能的重要手段之一。其中糖基转移酶是该反应中的有用
5、糖基转移酶(glycosyltransferase，gt)作为一种生物体中广泛存在的转移酶类，可以将活化的糖基供体上的糖基，转移到底物受体上。大多数的糖基供体为核苷酸糖，但同时糖磷酸、糖脂和其他糖类也能成为供体。而糖基受体的种类包括蛋白质，糖类、脂类、核酸和多种次级代谢产物如抗生素、生物碱、植物激素、植物多糖等。
6、在过去几十年，大量研究集中在探索糖基转移酶在生物体中的重要性。有限的生化数据限制了对特定单酶功能的进一步理解。几年来对gts基因的鉴定、生化表征以及其在生物体中转录水平和代谢水平上的分析，有利于研究糖基化机制。而大规模的植物基因组测序有助于破译在植物次级代谢过程中，gts在糖缀合物生物合成中的功能。
7、植物gts参与具有不同特性的糖复合物的生物合成，将糖基转移至苷元或支链糖基上，从而形成广谱次级特异代谢物。植物通过次级代谢过程产生大量在医药、食品行业均有巨大应用价值的天然产物。
8、糖基化机制作为生物过程中发生的关键修饰步骤，有助于形成复杂多样的植物次级代谢物。由于大部分高价值的次级代谢物天然含量并不高，从天然植物中直接提取通常产量较低，而耗能较高。此外，天然提取的收益可能高度依赖于地理、季节甚至政治因素。通过体外植物细胞培养或对天然植物进行代谢工程改造，可一定程度解决季节性因素和低产量的问题，但其经济成本较高。天然糖苷类型种类繁多，且大多具有特定糖苷键的立体选择性，使其受许多反应性基团的影响，因此也难以通过化学合成的方法获得大量的产物。
9、因此，在对高价值天然产物的高需求和可持续发展需求的推动下，生物合成的方法应运而生。其中gt的催化具有高选择性及高催化效率，可以实现大分子聚糖及糖共轭物分支延伸糖基化的立体选择性及区域选择性，已成功应用在了多种代谢产物中糖苷类分子的合成中。
10、糖苷的合成在制药、化妆品、食品和保健品等行业具有重要意义，尤其是对复杂底物进行选择性糖基化更是化学合成中的重大挑战，需要多步且条件复杂的合成过程。糖基转移酶因其特殊的区域选择性和立体选择性，使得其能够在不需要化学合成中的基团保护的情况下对复杂化合物的特定位置进行一步糖基化反应。此外糖基转移酶还具有广泛的底物谱，使得其具有更高的应用价值。然而核苷二磷酸糖的成本高且可用量少，限制糖基转移酶在工业上的应用。
11、甜叶菊(stevia rebaudiana bertoni)是菊科(tribe eupatorieae)中的一种多年生根茎灌木，原产于巴拉圭和巴西，数百年来被应用于茶水风味的优化上。在这个种属中有220-230个相关甜叶菊品种。甜菊糖苷(steviol glycosides,sgs)是一种提取自甜叶菊叶子中的二萜糖苷成分的总称，是甜叶菊中的甜味来源。基于近年来大量的有益证据，现在甜菊糖已获得美国食品药品监管局(fda)、fao/who食品添加剂联合专家委员会(jecfa)和欧洲食品安全局批准，是一种可被人类消费的食品。随着市场上的甜菊糖产品越来越多，欧洲食品安全局对过去几年欧洲不同国家不同年龄人群的甜菊糖苷摄入量进行分析。根据2015及2018两年的分析报告，目前日常饮食中使用甜叶菊成分的趋势在增加。未来几年，甜叶菊甜味剂的全球市场预计将增长至数百万吨。
12、除了甜味特性外，甜菊糖在临床上的研究也受到关注。目前研究发现，甜菊糖苷具有重要的药理和治疗活性，如抗氧化剂、抗菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、利尿及护胃止泻等功能，并对免疫调节和肾功能、血压血糖等调节具有积极作用。甜菊糖苷作为甜味剂加入日常饮食中，对患有代谢综合征、ii型糖尿病、高血压、心血管疾病、低血糖、龋齿和念珠菌病的患者十分有益。且甜叶菊本身，可作为伤口愈合和皮肤擦伤的敷料进行外用。目前实验结果表明，甜菊糖苷非致癌，无遗传毒性且与人类的生殖、发育毒性无关。
13、目前市售的甜菊糖苷产品均存在轻微的苦味和涩味，人类味觉感官上会出现无法掩盖的金属余味，使甜菊糖苷在食品和医药产品中的应用受到限制。为了最大限度地减少后苦味，采取了多种工业手段，如以麦芽糊精和菊粉为胶囊剂采用喷雾干燥技术，改善其风味。同时，通过复合其他甜味剂，如赤藓糖醇、麦芽糖醇、菊糖、低聚果糖等也可有效掩盖余味。
14、不同类型的甜菊糖苷的结构还决定其甜度及后苦味。甜菊糖苷的c-19(r 1)与c-13(r 2)的糖基残基对甜度形成影响。甜菊苷(stevioside,st)与莱鲍迪苷a(rebaudiosidea,reb a)作为市面上最常见的两种甜菊糖苷，reb a的甜度高于st。与st相比，steviolbioside仅在r1处少一个葡糖基，但其甜度低于st。通过分析c13的r1基团，对比reba和rubusoside，可发现r1基团上的糖基变化可能与甜菊糖苷的后苦味相关。延长c19侧链上的糖基苷元，可以提高甜菊糖苷的甜度。其中莱鲍迪苷d(rebaudioside d，reb d)与其他甜菊糖苷相比，后苦味相对较低。
15、在甜叶菊提取所得的糖苷种类中，甜菊苷(stevioside,st)与莱鲍迪苷a
16、(rebaudioside a,reb a)是含量最高的两种成分。其中reb a含量较st低，但其后苦味较其减少，同时稳定性也更高，在实际应用中更具有优势。自2008年以来，reba已通过美国食品和药物管理局安全认证，允许作为食品添加剂。2011年12月后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
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如SEQ ID NO.4所示。
2.编码权利要求1所述的糖基转移酶的核苷酸分子。
3.根据权利要求2所述的核苷酸分子，其特征在于，所述核苷酸分子的序列如SEQ IDNO.3所示。
4.根据权利要求1所述的糖基转移酶，其特征在于，所述糖基转移酶来自枯草芽孢杆菌。
5.表达载体，其特征在于，所述表达载体包含权利要求2-3所述的核苷酸分子。
6.细胞，其特征在于，所述细胞包含权利要求5所述的表达载体。
7.根据权利要求6所述的细胞，其特征在于，所述细胞为真核细胞或原核细胞。
8.根据权利要求7所述的细胞，其特征在于，所述细胞为酵母或大肠杆菌。
9.糖基转移酶，其特征在于，所述糖基转移酶由权利要求6-8任一所述的细胞在体外表达获得。
10.权利要求1、4、9任一所述的糖基转移酶和/或权利要求2-3任一所述的核苷酸分子和/或权利要求5所述的表达载体和/或权利要求6-8任一所述的细胞在生产糖苷中的用途。
11.一种生
...【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如seq id no.4所示。
2.编码权利要求1所述的糖基转移酶的核苷酸分子。
3.根据权利要求2所述的核苷酸分子，其特征在于，所述核苷酸分子的序列如seq idno.3所示。
4.根据权利要求1所述的糖基转移酶，其特征在于，所述糖基转移酶来自枯草芽孢杆菌。
5.表达载体，其特征在于，所述表达载体包含权利要求2-3所述的核苷酸分子。
6.细胞，其特征在于，所述细胞包含权利要求5所述的表达载体。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李元元，刘彦雪，吴琼，黄荣明，刘月，李杰，韦锋锐，
申请(专利权)人：桂林莱茵生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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