[发明专利]蛋白质CGTase作为环糊精糖基转移酶的应用

说明书

本发明公开了蛋白质CGTase作为环糊精糖基转移酶的应用。蛋白质CGTase从N端至C端依次包括区段1‑区段3，区段1的氨基酸序列如SEQ ID NO：1自N端起第1至247位所示，区段2为1个氨基酸残基，区段3的氨基酸序列如SEQ ID NO：1自N端起第249至699位所示。实验证明，蛋白质CGTase具有环糊精糖基转移酶活性，可降解淀粉。本发明具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及蛋白质CGTase作为环糊精糖基转移酶的应用。

背景技术

环糊精(cyclodextrin，CD)是由环糊精糖基转移酶(cyclodextrin glucano-transferase，简称CGTases)与淀粉产生环化作用而生成的由六个及以上的葡萄糖单元通过α-(1,4)糖苷键连接而成的一类环状低聚化合物。较为常见的是α-环糊精(α-cyclodextrin，α-CD)、β-环糊精(β-cyclodextrin，β-CD)和γ-环糊精(γ-cyclodextrin，γ-CD)，分别由6个、7个和8个葡萄糖单元分子构成，这三种环糊精是工业上应用范围最广泛的三种环糊精。

环糊精主要通过环糊精糖基转移酶催化淀粉生成。生成的产物是主要是α-CD、β-CD和γ-CD三种混合物，产物专一性差。不同来源的CGTases生成的三种产物比例不同，根据生成主要环糊精的种类，将CGTases分为α-CGTases、β-CGTases、γ-CGTases。目前对于β-CGTases的催化机理以及产物专一性的研究比较深入，但是对于α-CGTases和γ-CGTases的研究较少。目前，对CGTases研究方向主要是两个方面：一是从自然资源中寻找催化效果更好或专一性更高的α-CGTases和γ-CGTases野生型酶；二是对现有的α-CGTases和γ-CGTases通过定点突变、易错pcr等技术进行基因定向改造从而获得专一性提高的酶。

α-CD是由6个葡萄糖分子以α-1，4-糖苷键连接而成的环状寡聚糖。具有外部亲水、内部疏水的中空筒型结构，这种结构使环糊精能与特定大小、形状的疏水性客体分子形成稳定的包合物从而改变被包容物质的溶解度、挥发性及化学反应性能等理化性质，正是由于这种特殊的空腔结构使得环糊精在医药、食品、化妆品和环境保护等领域具有广泛的应用。α-CD有以下应用前景：(1)将水不溶性或溶解度低的化合物制成水溶解度高的包封化合物；(2)使包封的化合物具有良好的稳定性(如保色、保香、耐热、耐酸、耐水解、抗氧化、防挥发等)；(3)去除异味作用(吸附食品中气味和苦味)；(4)除去食品中不需要的成分(如咖啡因、胆固醇等)；(5)具有乳化、发泡作用，可作乳化剂和发泡剂；(6)使液体状、油状、挥发性物料固化。目前，由于尚未发现有高转化活力和高产物专一性高的α-CGTase，使得α-CD产品的成本和价格比β-CD高出很多，限制了其在工业上的应用。

β-CD是由7个葡萄糖分子以α-1，4-糖苷键连接而成的环状寡聚糖。主体构型像个中间有空洞，两端不封闭的筒。在空洞结构中，其中葡萄糖C2位和C3位的仲羟基位于圆筒外侧上边缘，葡萄糖C6位伯羟基位于圆筒的外侧下边缘，这些羟基共同构成环糊精的亲水性表面，所以外部具有亲水性；而圆筒内部则是通过位于C3和C5上的非极性的氢原子和醚键中的氧原子共同构成环糊精的疏水性空腔，所以内部空腔具有疏水性。因为这个特殊的圆筒结构，β-CD可与许多无机、有机分子结合成主客体包合物,并能改变被包合物的化学和物理性质，具有保护、稳定、增溶客体分子和选择性定向分子的特性，因而在食品、环境、医药、化妆用品、化学检测等方面都有广泛的应用，由于β-CD的溶解度低，制备相对简单，已经实现产业化规模应用，价格比α-CD和γ-CD便宜很多。