[发明专利]一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶的应用

说明书

本发明提供了一种D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶的应用，具体地，本发明提供了一种D‑阿洛酮糖‑3‑差向异构酶，它具有高酶活性和高热稳定性，能够高效催化产生阿洛酮糖。

技术领域

本发明涉及酶的基因工程技术领域，具体地，本发明涉及一种D-阿洛酮糖-3-差向异构酶的应用。

背景技术

D-阿洛酮糖是近年发现的一种具有特殊保健功能的新型功能性稀少糖，它的甜度相当于果糖的70％，能量只有蔗糖的0.3％，具有低能量、改善肠道菌群、降低血糖、抗龋齿等生理功能。2011年FDA认可甜味剂D-阿洛酮糖可以作为食品添加剂使用，自此D-阿洛酮糖得到了迅速发展,市场上出现了多种含D-阿洛酮糖的产品,像糖尿病患者就应选择此类低热量安全性高的甜味剂,此类甜味剂可以使患者在维持健康膳食的前提下同样享受甜蜜滋味。

在自然界中，D-阿洛酮糖的含量极少。D-阿洛酮糖的生产方法有化学法和生物法。其中，化学合成法存在工艺复杂、副产物多、分离纯化困难、食品安全性等问题。

当前有两种异构化酶可以实现将D-果糖异构化为D-阿洛酮糖：D-阿洛酮糖-3-差向异构酶(D-psicose-3-epimerase，缩写为DPE)和D-塔格糖-3-差向异构酶(D-tagatose-3-epimerase，缩写为DTE)。对于这两种异构酶，已经发现的有Rhodobacter sphaeroidesSK01来源的DTE酶，Clostridium cellulolyticum H10来源、Ruminococcus sp.来源和Clostridium scindens来源的DPEase酶。然而，这些酶有很多问题，比如，得到的阿洛酮糖的产量低，转化效率低，活性低等。

因此，本领域迫切需要开发一种具有高酶活性，高热稳定性，并且能够高效催化D-果糖和D-阿洛酮糖之间转化的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高酶活性，高热稳定性，并且能够高效催化D-果糖和D-阿洛酮糖之间转化的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶。

本发明第一方面提供了一种生产阿洛酮糖的方法，包括步骤：

(a)在D-阿洛酮糖-3-差向异构酶存在下，对底物进行酶促反应，从而形成产物阿洛酮糖，其中所述D-阿洛酮糖-3-差向异构酶为类芽孢杆菌(Paenibacillussenegalensis)的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶，并且所述的底物包括果糖；和

(b)任选地，分离阿洛酮糖。

在另一优选例中，所述的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶选自下组：

(i)氨基酸序列如SEQ ID NO.:1所示的多肽；

(ii)将SEQ ID NO.:1所示氨基酸序列的多肽经过一个或多个氨基酸残基(较佳地，1-50个，更佳地，1-30个，更佳地，1-10个，最佳地，1-6个)的取代、缺失或添加而形成的、或是添加信号肽序列后形成的、并具有催化产生阿洛酮糖活性的衍生多肽；

(iii)序列中含有(i)或(ii)中所述按氨基酸序列的衍生多肽；

(iv)氨基酸序列与SEQ ID NO.:1所示氨基酸序列的同源性≥70％(较佳地≥80％，更佳地≥90％)，并具有催化产生阿洛酮糖活性的衍生多肽。

在另一优选例中，所述的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶具有选自下组的一个或多个特性：

(p1)适合的pH：5-10，较佳地，6-9，更佳地，8-9；

(p2)适合的温度：20～80℃，较佳地，50-80℃，更佳地，60-70℃；

(p3)催化活性：在pH7.0和60℃为最佳反应条件下，催化活性为100％；