[发明专利]一种短链脱氢酶BLSDR1及其编码基因和应用

说明书

本发明公开一种短链脱氢酶BLSDR1及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白是由SEQ NO.2所示的氨基酸序列编码的蛋白质。本发明从凝结芽孢杆菌NL01中克隆得到了一个新的短链脱氢酶基因blsdr1，可在宿主细胞中表达该基因以生产此短链脱氢酶，该酶在还原羰基化合物方面具有广泛的底物谱，并且具有一定的有机溶剂耐受能力，可用于多种酮醛类化合物的脱除还原。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种短链脱氢酶及编码基因和应用功能。

背景技术

随着社会和城市化的迅猛发展，室内空气污染已经成为人们关注的问题，在各种污染物中，包括芳香族化合物和甲醛在内的挥发性有机化合物具有复杂性，刺激性和致病性，对人的眼睛、鼻子、皮肤、肺、呼吸道等有强烈的刺激作用，有的可能致癌，因此受到人们的广泛关注。除甲醛外，还有许多会造成污染的挥发性有机化合物，例如，在室内环境通常相对较高浓度的己醛，乙醛，丙酮等，由于其易挥发性和毒性，会对人体的呼吸系统造成潜在的毒性影响。

羰基化合物是大气中的主要污染物之一，它们不仅是一级污染物，更是二级污染物，是光化学烟雾的主要成分。乙醛，丙酮，丁酮及其他羰基化合物在工业上被广泛使用(工业原料，溶剂等)，因而工业生产过程中会释放大量的羰基化合物，我国对于大气羰基化合物研究较晚，多限于低分子醛类化合物的测定，国外检测羰基污染物的方法较多，酮醛类较全。将毒性较强的酮醛类化合物转化为毒性较低相应的醇类是减少其危害的方法之一，报道的虽然存在很多合成途径来还原酮醛生成醇类，但是传统由酮，醛制备醇的化学法还原，通常涉及高温，高压，易燃易爆的氢气及昂贵的金属催化剂，因此生物催化剂技术由于反应条件温和，环境友好，反应速率快，价格低廉等优点成为目前最受瞩目绿色催化剂。

短链脱氢酶(Short-chain dehydrogenase.SDRs)是一类利用NADH或NADPH作为氢供体将羰基化合物还原成相应醇的羰基还原酶。家族成员由250-300个氨基酸残基组成，序列相似度仅有15％～35％，并且蛋白质三位结构具有典型的Rossmann折叠结构域。短链脱氢酶由于其催化底物广，热稳定性好，及有机溶剂耐受性强等特点而备受关注，并且有诸多报道证明某些短链脱氢酶也具有催化浅手性酮制备高光学纯度手性醇的特征。

因此，针对以上各种毒性的酮醛类化合物，寻找一种能够高效还原各种酮醛类化合物转化为相应的醇类是一种简单，快捷的检测和脱除羰基化合物的方法。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种短链脱氢酶及其编码基因和应用，该酶在还原羰基化合物方面具有广泛的底物谱，并且具有一定的有机溶剂耐受能力，可以用于一些酮醛类化合物的脱除及相应醇的生产。

具体地，本发明提出了一种短链脱氢酶BLSDR1，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明进一步提出了编码上述短链脱氢酶的基因blsdr1。

其中，基因blsdr1通过PCR技术从凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans NL01基因组中克隆获得，凝结芽孢杆菌Bacillus coagulans NL01(亦称为嗜热芽孢杆菌)的保藏号为CCTCC NO：M2011468，其详细信息公开于专利CN 109402093中。

具体制备方法为：根据Genbank中收录的基因序列设计合成引物，所涉及的blsdr1较佳的上游引物为：GGCCTTGGATCCGatgcaaacatttgatttcacaggaaaagttgcaatcgtaa，下游引物为：AATTTTTAAAAGCTTttaggaaaggactgccccgccatcaatgacaaccg，然后以Bacilluscoagulans NL01基因组DNA为模板，利用聚合酶链式反应(PCR)进行基因扩增，获得全长789bp的短链脱氢酶基因序列。