[发明专利]一种用于制备NMN的酿酒酵母菌

说明书

本发明通过诱变得到了一种用于催化NR制备NMN的酿酒酵母菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.23422。本发明的酿酒酵母催化NR合成NMN的能力比原始菌株提高了3倍多，具有工业化应用可行性。

技术领域

本发明属于工业微生物遗传育种领域，具体地涉及用于催化NR制备NMN的酿酒酵母菌及其应用。

背景技术

烟酰胺单核苷酸(β-Nicotinamide mononucleotide，简称β-NMN或者NMN)是人体中的一种内源性物质，是烟酰胺磷酸核糖转移酶反应的产物，参与细胞内烟酰胺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)的合成，是其重要并且最直接的前提物质。在人体内，NMN通过转化为NAD⁺发挥其生理功能，如激活NAD⁺底物依赖性酶Sirt1(组蛋白脱乙酰酶，又称沉默调节蛋白)、调节细胞存活和死亡、维持氧化还原状态等。但它会随年龄增长而逐渐减少。由于NAD⁺分子量过大，很难被人体吸收，NAD⁺的补充只有通过摄取分子量较小的NMN等前体物质来实现。NMN也存在于日常饮食的多种蔬菜和水果中，但含量极其微量，摄入的量远远不足，所以需要额外补充。近年研究发现，补充NMN具有抑制衰老引起的认知能力下降、保护心脑血管功能等作用。

目前报道的β-NMN的制备方法有三种，包括化学合成、酶催化法以及微生物发酵法。化学合成方法以烟酰胺和核糖为原料，核糖经基团保护获得四乙酰核糖，然后再与烟酰胺反应，再经脱保护获得烟酰胺核糖(NR)，最后在磷酸化获得NMN，化学法工艺复杂，成本高，收率低，要用到有毒试剂，污染环境，限制了其应用。酶催化有两种方案，一是以NR、ATP(三磷酸腺苷二钠)为底物，在其激酶的催化下合成NMN；另一种是以核苷、烟酰胺和ATP为底物多酶体系下催化合成NMN。例如，CN106755209A公开了以烟酰胺核糖，ATP为底物，在烟酰胺核糖激酶的催化下生成烟酰胺单核苷酸；CN108949865A公开了以D-5-磷酸核糖、ATP和烟酰胺为原料，通过固定化含有磷酸核糖焦磷酸合成酶和烟酰胺磷酸核糖转移酶的全细胞催化合成烟酰胺单核苷酸。CN108026130A公开了以烟酰胺、ATP和核糖为原料，在烟酰胺磷酸核糖转移酶、核糖磷酸焦磷酸激酶以及核糖激酶的催化作用下发生反应，制得烟酰胺单核苷酸；CN108026535A公开了以烟酰胺、ATP和AMP为原料，在烟酰胺磷酸核糖转移酶、核酸磷酸焦磷酸激酶以及核苷酶的催化作用下发生反应，制得烟酰胺单核苷酸。但由于NMN在细胞内容易被降解，因此多采用纯酶体系来催化，这导致了较高的生产成本。微生物发酵法仅有少量文献报道，产量均在毫克每升，还没有工业应用的价值。

发明内容

考虑到ATP是微生物增殖过程中细胞内自主产生的内源性物质，发明人致力于将酶催化与微生物发酵法统一起来，通过在培养基中添加烟酰胺核糖(NR)，利用微生物自身存在的酶系，使得微生物经发酵法即可产生NMN。

由于公认安全微生物(GRAS)比如面包酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌等的发酵产品不含内毒素，易于被广大食品和药品销售商和消费者所接受，菌种筛选的重点聚焦在这些微生物种类。于是以多种微生物为出发菌，筛选出一株能通过发酵将外源NR转化为NMN的菌株，其为河北马利食品有限公司提供的低糖型酿酒酵母(英联马利燕山即发高活性干酵母(低糖型))；再对其进行多轮诱变，明显提高了其催化NR合成NMN的能力，提高了3倍多，已经达到工业化应用的要求，命名为FHR2021032，并提交了菌种保藏。因此，本发明包括如下技术方案。

一株用于制备NMN的酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.23422。

根据本发明的第二个方面，提供了上述酿酒酵母用于制备NMN的用途。

具体地，通过上述酿酒酵母菌的发酵制备NMN。