[发明专利]反式视黄醛的生产

说明书

本发明涉及经由β‑胡萝卜素的立体选择性转换来生产维生素A醛(视黄醛)的新颖酶促方法，所述方法包括使用具有β‑胡萝卜素氧化酶(BCO)活性，特别是具有对反式视黄醛的偏好的反式选择性酶。所述方法对于维生素A的生物技术生产特别有用。

本发明涉及经由β-胡萝卜素的立体选择性转换来生产维生素A醛(视黄醛(retinal/retinaldehyde))的新颖酶促方法，所述方法包括使用具有β-胡萝卜素氧化酶(BCO)活性，特别是具有对反式视黄醛的偏好的反式选择性酶。所述方法对于维生素A的生物技术生产特别有用。

视黄醛是类视黄醇生产方法，特别是诸如维生素A生产方法中的重要中间体/前体。类视黄醇，包括维生素A，是必须经由营养品供应给人类的非常重要且不可缺少的营养因子之一。类视黄醇促进人类的健康，尤其是在视觉、免疫系统和生长方面。

目前用于类视黄醇(包括维生素A及其前体)的化学生产方法具有一些不期望的特性，诸如高能耗、复杂的纯化步骤和/或不期望的副产物。因此，在过去的几十年中，已经研究了其他制造类视黄醇(包括维生素A及其前体)的方法，包括微生物转换步骤，这将更加经济和环保。

通常，产生类视黄醇的生物系统在工业上难以处理，且/或以低水平产生化合物，使得商业规模的分离是不可行的。造成这种情况的原因有一些，包括类视黄醇在此类生物系统中的不稳定性或副产物的相对高产量。

因此，改善β-胡萝卜素酶促转换为维生素A的产物特异性和/或生产率是一项持续存在的任务。特别地，期望优化参与β-胡萝卜素朝向产生被视为最稳定同种型的反式同种型(诸如反式视黄醛)的转换的酶的选择性。

令人惊讶地，我们现在能够鉴定从各种物种中分离出的所谓的反式切割酶，即能够将β-胡萝卜素选择性转换为视黄醛，特别是反式视黄醛的酶，其中此类酶朝向产生反式同种型的生产率和/或选择性导致反式同种型与顺式同种型之间的产物比值为至少约2的视黄醛混合物，优选地其中基于类视黄醇的总量，反式同种型的产量在至少约65％的范围内。

具体地，本发明涉及具有立体选择性氧化β-胡萝卜素朝向反式同种型(诸如反式视黄醛)，即将β-胡萝卜素转换为包含反式视黄醛和顺式视黄醛的视黄醛混合物的活性的BCO，其中基于视黄醛的总量，相对于反式视黄醛的量，顺式视黄醛的量已被减少或消除，从而特别地导致基于视黄醛的总量，顺式视黄醛的百分比为约35％或更小。

本发明优选地涉及一种产生类胡萝卜素的宿主细胞，特别是真菌宿主细胞，尤其是产生类视黄醇的宿主细胞，所述宿主细胞包含如本文所限定的此类选择性BCO，所述宿主细胞产生包含顺式视黄醛和反式视黄醛二者的视黄醛混合物，其中基于由所述宿主细胞产生的视黄醛的总量，反式视黄醛的百分比为至少约65％，优选地68％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％或至多100％。

术语“β-胡萝卜素氧化酶”、“β-胡萝卜素加氧酶”、“具有β-胡萝卜素氧化活性的酶”或“BCO”在本文中可互换使用，并且是指能够催化β-胡萝卜素转换为视黄醛的酶，特别地其中相对于朝向将β-胡萝卜素氧化为反式同种型(诸如反式视黄醛)的活性，朝向将β-胡萝卜素氧化为顺式同种型(诸如顺式视黄醛)的活性已被降低或消除。此类BCO在本文中被称为立体选择性酶，具有相对于顺式同种型，朝向产生反式同种型的偏好。

与酶促催化β-胡萝卜素从而经由所述BCO的作用导致视黄醛，即导致如本文所限定的反式同种型和顺式同种型的混合物结合使用的术语“转换”、“氧化”、“切割”在本文中可互换使用。

如本文所用，关于BCO的术语“立体选择性”、“选择性”、“反式选择性”酶在本文中可互换使用。它们是指具有增强的朝向反式同种型的催化活性，即增强的朝向将β-胡萝卜素催化成反式视黄醛的活性的酶，即如本文所公开的BCO。如果基于通过根据本发明的酶或包含/表达所述酶的此类产生胡萝卜素的宿主细胞(特别是真菌宿主细胞)产生的类视黄醇的总量，反式同种型(诸如反式视黄醛)的百分比在至少约65％的范围内，则根据本发明的酶是反式特异性的。