[发明专利]D-阿洛酮糖3-差向异构酶的改进的变体及其用途

说明书

本发明涉及D‑阿洛酮糖3‑差向异构酶的改进的变体及其用途。

发明领域

本发明涉及用于从果糖制备阿洛酮糖的改进的异构酶，具体地是D-阿洛酮糖3-差向异构酶，及其用途。

发明背景

D-阿洛酮糖，也称为D-阿卢糖，是果糖的罕见糖异构体。它可以发现于自然界中，像在可食用蘑菇或木菠罗中，在小麦和鼠刺属植物中，但是处于非常低的浓度。

与果糖相反，人体中阿洛酮糖的代谢是被部分吸收并且以能量代谢，并且部分地在尿中和在粪便中未改变地被排出。

已经披露了D-阿洛酮糖作为用于预防生活方式相关疾病的材料的特征，包括其无热量性质，对减小升糖反应的正效应，减肥作用，等。此外，D-阿洛酮糖的甜度是蔗糖的甜度的约70％(大岛(Oshima)，等人(2006)不同食物产品中的阿洛酮糖含量及其来源(Psicosecontents in various food products and its origin).食品科学技术研究(Food SciTechnol Res)12:137-143)，但是仅具有0.3％的蔗糖能量，并且被建议为用于食物产品的理想蔗糖代用品。它还可以用作肝脂肪生成酶和肠α-糖苷酶的抑制剂，用于减少体内脂肪累积。它进一步示出重要的生理机能，例如活性氧种类清除活性和神经保护作用。此外，在食品加工期间，它还改进了胶凝特性并且产生良好风味。

D-阿洛酮糖以极小的量存在于商业碳水化合物或农产品中，并且是难以化学合成的。因此，对于作为D-阿洛酮糖生产的有吸引力的方式，通过使用D-塔格糖3-差向异构酶(DTEase)家族酶差向异构化进行D-果糖和D-阿洛酮糖之间的相互转换已经是困惑的。

到目前为止，已经报道了9个类别的DTEase家族酶来源。二十年前，首先由泉森(Izumori)等人表征了DTEase，来自菊苣假单胞菌(Pseudomonas cichorii)，用D-塔格糖的最佳底物示出己酮糖的C-3差向异构化活性(泉森(Izumori)等人，1993，生物科学、生物技术和生物化学(Biosci.Biotechnol.Biochem.)57，1037-1039)。直至2006年，从根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)鉴定了具有己酮糖的C-3差向异构化活性的第二酶，并且将其命名为D-阿洛酮糖3-差向异构酶(DPEase),这是由于它的针对D-阿洛酮糖的高度底物特异性(金姆(Kim)等人，2006，应用和环境微生物学(Applied and environmentalmicrobiology)72，981-985；US 2010/0190225、WO 2011/040708)。最近，分别从类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)SK011(DTEase)(张(Zhang)等人，2009，生物技术快报(Biotechnology letters)31，857-862)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)H10(DPEase)(木(Mu)等人，2011，农业与食品化学杂志(Journal of agricultural and foodchemistry)，59，7785-7792，CN 102373230)、瘤胃球菌属(Ruminococcus sp)5_1_39BFAA(DPEase)(朱(Zhu)等人，2012，生物技术快报(Biotechnology letters)34，1901-1906)、鲍氏梭菌(Clostridium bolteae)ATCC BAA-613(贾(Jia)等人，2013，应用微生物学和生物技术(Applied Microbiology and Biotechnology)DOI 10.1007/s00253-013-4924-8)、闪烁梭菌(Clostridium scindens)ATCC 35704(张(Zhang)等人，2013，公共科学图书馆杂志(PLoS ONE)8，e62987)、和梭菌属(Clostridium sp)BNL1100(木(Mu)等人，2013，生物技术快报(Biotechnology letters)DOI 10.1007/s10529-013-1230-6)表征了另外六种DTEase家族酶。此外，丸田(Maruta)等人披露了根瘤菌属(Rhizobium)中的产DTEase源(US 2011/0275138)。