[发明专利]一种利用醛缩酶全细胞合成D-阿洛酮糖的方法

说明书

本发明一种利用醛缩酶全细胞合成D‑阿洛酮糖的方法，公开了一种微生物发酵法合成D‑阿洛酮糖的方法。首先构建携带有L‑墨角藻糖‑1‑磷酸醛缩酶基因和果糖‑1‑磷酸化酶基因（即具有醛缩途径）的重组谷氨酸棒杆菌SY12，其次在基本盐培养基中添加葡萄糖和D‑甘油醛，葡萄糖经胞内的糖酵解途径合成磷酸二羟丙酮，D‑甘油醛和磷酸二羟丙酮（DHAP）在谷氨酸棒杆菌重组菌株SY12携带的L‑墨角藻糖‑1‑磷酸醛缩酶和果糖‑1‑磷酸化酶的作用下合成单一产物D‑阿洛酮糖，D‑甘油醛转化率为53%。因此，本发明的D‑阿洛酮糖的生物合成方法与目前通过酮糖3‑差向异构酶体外合成D‑阿洛酮糖的方法相比，具有转化率高，产物单一，便于分离等优点，为D‑阿洛酮糖的大规模生产打下一定基础。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地说是涉及利用醛缩酶全细胞合成D-阿洛酮糖的方法。即利用基因工程技术和微生物学方法获得谷氨酸棒杆菌重组菌株，并利用该重组菌株高效合成D-阿洛酮糖。

背景技术

稀少糖（Rare Sugar）是自然界中存在但含量极少的一类单糖及其衍生物（2002年国际稀少糖学会ISRS定义）。其具有热量低、稳定性高、无致龋齿性、耐受性高等优点，在膳食、保健、医药等领域引起了广泛关注，它们可以作为添加剂改善食品的理化性质，提高食品的生理功能和保健功能。近年来，科学家致力于研究的稀少糖主要有D-阿洛糖（D-Allose）、D-阿洛酮糖（D-psicose）、D-塔格糖（D-Tagatose）等。其中D-阿洛酮糖（果糖C-3差向异构体）是一种重要的稀少糖。研究人员分别证实了D-阿洛酮糖是零或低热量、食用安全的填充型甜味剂，它们对胰岛素没有依赖性，可改善糖尿病患者的饮食，适合于糖尿病患者食用，是低热量功能性的理想蔗糖替代品（Matsuo T, Suzuki H, Hashiguchi M, et al.D-psicose is a rare sugar that provides no energy to growing rats. J. NutrSci Vitaminol (Tokyo). 2002. 48(1): 77-80.）。美国食品与药品管理局（FDA）在2012年就将D-阿洛酮糖列为安全食品（GRAS）添加剂。