[发明专利]一种提高β-环糊精葡萄糖基转移酶可溶性表达量的方法

说明书

本发明公开了一种提高β‑环糊精葡萄糖基转移酶可溶性表达量的方法，属于酶工程和发酵工程技术领域。为了提高β‑环糊精葡萄糖基转移酶的产量，本发明提出了通过改变发酵培养基的溶氧水平以及添加金属离子提高外源蛋白在重组大肠杆菌中的可溶性表达的策略，本发明为高效表达β‑环糊精葡萄糖基转移酶提供了一个有效的策略，操作工艺简单、成本低且效果显著，为β‑环糊精葡萄糖基转移酶的工业化生产奠定了一定的基础，具有潜在的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种提高β-环糊精葡萄糖基转移酶可溶性表达量的方法，属于酶工程和发酵工程技术领域。

背景技术

环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin Glycosyltransferase，简称CGT酶，EC2.4.1.19)能够通过环化反应利用淀粉、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物生成环糊精，在食品、医药、化工、农业及化妆品等领域有着广泛的应用，最常用的环糊精主要有三种，为α-环糊精、β-环糊精以及γ-环糊精。工业上大多采用酶法生产环糊精，根据催化反应初始阶段所产生主要环糊精的种类，也可将CGT酶分为α-CGT酶、β-CGT酶和γ-CGT酶，其中，β-CGT酶在工业中的应用最为广泛。

β-环糊精葡萄糖基转移酶大部分来源于芽孢杆菌属，由于天然菌株发酵产酶的水平较低，不足以满足工业生产的需求，因此通过异源表达来提高酶的表达量成为一种有效的途径。大肠杆菌(Escherichia coli)的遗传背景清晰、基因工程技术操作成熟，是工业上应用最广泛的宿主。

β-环糊精葡萄糖基转移酶发酵过程中，经常会遇到外源蛋白在细胞中无法正确折叠形成不溶性包涵体存在于细胞中，以及外源蛋白可溶性表达量低、难以提高等的问题，限制了β-环糊精葡萄糖基转移酶的大规模生产以及在工业中的应用，因此，有必要大幅提高β-CGT酶的产量。

发明内容

本发明提出了通过改变发酵培养基的溶氧水平以及添加金属离子提高外源蛋白在重组大肠杆菌中的可溶性表达的策略。由于适当的溶氧水平能够使重组大肠杆菌的生长速度处于适宜表达外源蛋白的水平，同时，金属离子对于细胞有保护作用以及可以增大细胞膜通透性，因此提高了外源蛋白的可溶性表达量。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种发酵培养基，所述发酵培养基包括：玉米浆膏12～24g/L，大豆蛋白胨6～18g/L，葡萄糖2～20g/L，麦芽糖2～20g/L，KH₂PO₄ 2.32g/L，K₂HPO₄·3H₂O16.43g/L，氨苄青霉素100μg/mL，金属离子Ca²⁺5～40mM。

在本发明的一种实施方式中，所述发酵培养基包括：玉米浆膏24g/L，大豆蛋白胨6g/L，葡萄糖2g/L，麦芽糖4g/L，KH₂PO₄ 2.32g/L，K₂HPO₄·3H₂O 16.43g/L，氨苄青霉素100μg/mL，金属离子Ca²⁺25～40mM。

在本发明的一种实施方式中，所述金属离子Ca²⁺的浓度为25mM。

在本发明的一种实施方式中，所述发酵培养基包括：玉米浆膏24g/L，大豆蛋白胨6g/L，葡萄糖2g/L，麦芽糖4g/L，KH₂PO₄ 2.32g/L，K₂HPO₄·3H₂O 16.43g/L，氨苄青霉素100μg/mL，金属离子Ca²⁺25mM。

本发明提供了一种提高重组大肠杆菌外源蛋白表达量的方法，在发酵体系中添加金属离子以及改变发酵体系的溶氧水平。