[发明专利]一类新型黄酮还原酶及其应用

说明书

本发明涉及新型黄酮还原酶及其应用，具体地，本发明的黄酮还原酶可催化黄酮类化合物/黄酮醇类化合物还原为二氢黄酮类化合物/二氢黄酮醇类化合物；以及催化二氢黄酮类化合物/二氢黄酮醇类化合物氧化为黄酮类化合物/黄酮醇类化合物。

技术领域

本发明涉及生物技术领域；更具体地，本发明涉及一类新型黄酮还原酶及其应用。

背景技术

人类食物中一类重要的天然产物是黄酮类化合物，它是自然界最普遍的多酚类化合物，广泛地存在于蔬菜、水果、谷物等植物性食物中。黄酮类化合物在体内和体外实验中对多种细菌有抑制和杀灭作用，对哺乳动物细胞有抗炎、抗肿瘤、抗氧化的生理活性，对心血管疾病患者更可以作为药物用于临床治疗。肠道细菌在肠道环境里与黄酮的共存中，长期受到来自黄酮类化合物的抗菌胁迫，进化出了多种能降解黄酮类化合物的酶，使其经过水解、去羟基、还原等化学催化过程，代谢为酚酸等小分子，既解除了黄酮的生物毒性，又将其分解产生的小分子作为细菌的营养。所以，肠道菌对黄酮类化合物的降解，直接影响了黄酮类化合物的生物学活性和生物利用度。

黄酮和黄酮醇是黄酮类化合物的重要成员，以黄酮醇类最为常见，约占黄酮类化合物种类数的三分之一，其次为黄酮类，占总数的四分之一以上。在已知的黄酮类化合物中，以芹菜素最为典型，生理和药理活性机制得到较充分的研究。

目前负责黄酮降解第一步关键反应——C2-C3双键被加氢还原为二氢黄酮的酶基因尚未被发现和鉴定，内在的反应机理也不清楚，这是目前我们认知微生物代谢黄酮类化合物的一处重要空白。

因此本领域迫切需要开发一种能够催化黄酮/黄酮醇与二氢黄酮/二氢黄酮醇的可逆性的氧化还原反应的酶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够催化黄酮/黄酮醇与二氢黄酮/二氢黄酮醇的可逆性的氧化还原反应的酶，并命名为黄酮还原酶(FLR)。

在本发明的另一目的在于提供了不同物种来源的黄酮还原酶的氨基酸序列及其对应的DNA序列信息。

本发明的另一目的在于提供了黄酮还原酶催化的底物和对应的产物信息。

本发明的另一目的在于提供了黄酮还原酶的体外催化体系构建方法和最适催化条件。

本发明的另一目的在于提供了黄酮还原酶的催化特性和酶学参数信息。

本发明第一方面提供了一种分离的黄酮还原酶，所述的黄酮还原酶选自：

(a)氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的多肽；或

(b)将SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列经过一个或多个(如1-20个，较佳地1-10个，更佳地1-5个，最佳地1-3个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有黄酮还原酶活性的由(a)衍生的多肽；或

(c)与SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列有至少85％(较佳地至少90％；更佳地至少95％，更佳地，至少98％或99％)的序列相同性，且具有黄酮还原酶活性的由(a)衍生的多肽。

在另一优选例中，所述黄酮还原酶为选自下组的形式：菌体、粗酶液、纯酶、粗酶粉、固定化酶、游离酶、发酵液、或其组合。

在一个优选例中，所述的黄酮还原酶活性是指催化黄酮类化合物/黄酮醇类化合物还原为二氢黄酮类化合物/二氢黄酮醇类化合物；以及催化二氢黄酮类化合物/二氢黄酮醇类化合物氧化为黄酮类化合物/黄酮醇类化合物的活性。

在另一优选例中，所述黄酮还原酶催化如下反应：