[发明专利]环糊精葡萄糖基转移酶的基因、氨基酸序列和应用

说明书

本发明涉及环糊精葡萄糖基转移酶的基因、氨基酸序列和应用，属于生物技术领域。所述环糊精葡萄糖基转移酶核苷酸序列如SEQ ID No:1所示，氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。利用SEQ ID No:1所示核苷酸序列进行重组表达，表达载体为pET‑24a(+)，菌株为大肠杆菌BL21(DE3)。本发明重组表达的环糊精葡萄糖基转移酶能以低成本的β‑环糊精作为糖基供体实现高效的葡萄糖基转移功能。该环糊精葡萄糖基转移酶在转化维生素C制备2‑O‑α‑D‑吡喃葡萄糖基‑L‑抗坏血酸具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种微生物来源的高葡萄糖基转移活性的环糊精葡萄糖基转移酶的基因、氨基酸序列和应用。

背景技术

环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextrin glucanotransferase CGTase；EC2.4.1.19)属于α淀粉酶家族(糖基水解酶家族13)中的一员，能够催化四种反应。三种转糖苷反应包括环化，耦联，歧化反应以及一种水解反应。其中环化反应是CGTase的特征反应，通过分子内转糖基反应生成环糊精。歧化反应和耦联反应能够将麦芽低聚糖转移至各种受体分子以产生糖基化衍生物，因此，CGTase被广泛应用于高附加值产品的生产，例如环糊精、2-O-α-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(AA-2G)。而正是由于其广泛的应用，对于CGTase的制备已成为当今研究的热点。

L-抗坏血酸(L-ascorbic-acid，L-AA，维生素C，VC)，是一种人体不能合成的水溶性维生素，参与人体内各种生理活动，包括铁的吸收，胶原蛋白的合成等，在维持和促进人类健康中起重要作用。但是其C-2上的羟基非常不稳定，在存在氧气，光，热和金属离子的情况下容易氧化，降低了生物活性极大限制了其应用，因此需要开发VC的衍生物，提高维生素C的稳定性。在L-抗坏血酸的衍生物中，2-O-α-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(AA-2G)由于其出色的耐光、耐热、抗氧化性，被认为是最佳的L-抗坏血酸替代品。而且L-抗坏血酸在人体内通过α-葡萄糖苷酶的作用，可重新分解为维生素C与D-葡萄糖。AA-2G作为维生素C的前体分子，是迄今为止人们发现的最稳定，性能最佳的维生素C衍生物，在食品，药品，化妆品领域拥有着广泛的应用潜力。

在环糊精葡萄糖基转移酶法合成AA-2G时，参与AA-2G形成的糖基供体有多种，其中用α-环糊精作为糖基供体，通过反应条件优化后，AA-2G产量能达到143g/L。但糖基供体α-环糊精的成本极高，造成AA-2G成本居高不下，极大的限制了其应用。因此迫切需要优良催化特性，转糖基效率较高，且能利用低成本β-环糊精作为糖基供体的环糊精葡萄糖基转移酶。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有的环糊精葡萄糖基转移酶转糖基效率较低、糖基供体成本较高的问题，提供了一种高转糖基效率的环糊精葡萄糖基转移酶的表达和应用，所述的环糊精葡萄糖基转移酶具有较高的转糖基效率，且能利用低成本β-环糊精作为糖基供体的环糊精葡萄糖基转移酶。在转化维生素C(VC)制备2-O-α-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(AA-2G)中具有广阔的应用前景。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

本发明提供了一种环糊精葡萄糖基转移酶基因，其核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。

一种上述核苷酸序列编码的环糊精葡萄糖基转移酶，其氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。

一种重组表达载体，它包含了SEQ ID No:1所示核苷酸序列；重组表达载体为pET-24a(+)。

一种重组菌，它包含了SEQ ID No:1所示核苷酸序列，所述的菌株为大肠杆菌BL21(DE3)。

利用上述环糊精葡萄糖基转移酶的核苷酸序列制备重组环糊精葡萄糖基转移酶的方法，步骤如下：