[发明专利]一种去乙酰基酶突变体及其应用

说明书

本发明属于酶工程领域，涉及一种去乙酰基酶突变体及其应用。所述的去乙酰基酶突变体在SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的野生型酶中突变多个氨基酸位点。利用本发明的去乙酰基酶突变体及其制备氨基葡萄糖的方法，能够使得突变体较野生型去乙酰基酶具有更高的比活力，更高的转化收率。

技术领域

本发明属于酶工程技术领域，涉及一种去乙酰基酶(Dac)突变体及其应用。

背景技术

氨基葡萄糖(glucosamine，GlcN，CAS 3416-24-8)，即2-氨基-2-脱氧-D- 葡萄糖，又称葡萄糖胺、氨基葡糖或简称为葡糖胺、氨糖，是葡萄糖的一个羟基被氨基取代后的化合物，其分子式为C₆H₁₃NO₅，为针状晶体，安全无毒，易溶于水，无特殊气味，是多种抗生素的组分，可在人体中合成，通常以N-乙酰基衍生物或胞壁酸的形式存在动物及微生物来源的多糖中。GlcN的稳定性与pH 有关，在室温环境下，其可在pH低于4.8的条件下稳定存在，随pH的升高GlcN 的稳定性下降。目前市场上GlcN主要以氨基葡萄糖盐酸盐、氨基葡萄糖硫酸盐或其复合盐的形式存在，在室温下可稳定存在，便于药品的储存运输。

GlcN在医药、保健品、化妆品领域都有较多的应用。它可以修复和保护软骨组织，同时能刺激软骨细胞的生长促进软骨的形成，因此在医药领域、保健品领域有极大的市场需求，用于辅助治疗、运动修复和日常膳食补充剂。GlcN也是重要的化妆品添加剂，以GlcN为原料生产的化妆品面膜具有很好的保湿增润效果，可使皮肤光滑细腻富有弹性。

目前GlcN的生产方法主要有三种：化学水解法、微生物发酵法和生物转化法。化学水解法生产GlcN是以虾蟹壳或真菌细胞壁为原料利用强酸进行酸水解反应，利用浓盐酸在高温条件下进行水解，制成成品氨基葡萄糖盐酸盐，并在此基础上，利用硫酸钠制备氨基葡萄糖复盐。该方法使用大量强酸，易造成环境污染，反应条件苛刻复杂，生产效率低，且原料来源受限，不适合对海鲜过敏的人群，使用范围也受限。

微生物发酵法与化学法相比过程简单，为可再生的生产方法，条件温和，原料来源丰富不受限制，但是发酵周期长，发酵过程控制严苛，终产物GlcN浓度低，需结合酸解法转化乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)生产GlcN，仍然存在生产效率较低与环境污染的问题。

生物转化法包括全细胞催化法及酶法催化，由于其催化效率高，原料来源广泛，作用条件温和被广泛关注，其生产过程中可避免强酸强碱的使用，安全无毒，绿色环保，是一种环境友好型的生产方法，具有良好的工业应用前景。

微生物发酵法生产GlcN，安全无毒，大大降低了强酸强碱的使用量，但发酵液中无法实现高浓度的积累，众多研究将研究重点放在GlcN的前体物质 GlcNAc上，可实现在发酵液中大量积累GlcNAc，再利用酸解法将GlcNAc水解为GlcN，大量酸的使用依然会造成环境污染等问题。因此，研发一种安全的方法来代替酸法水解，利用生物转化生产GlcN，高效地且以环境友好型的方法生产是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种乙酰氨基葡萄糖去乙酰基酶突变体，以能够使突变体较野生型乙酰氨基葡萄糖去乙酰基酶具有更高的比活力，并能在催化制备氨基葡萄糖时具有更高的产物收率。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种乙酰氨基葡萄糖去乙酰基酶突变体，

所述的突变体是在SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的野生型乙酰氨基葡萄糖去乙酰基酶中突变K122N、F231Y、R246H中至少一个氨基酸位点。

K122N、F231Y、R246H分别表示：第122位氨基酸由K突变为N；第 231位氨基酸由F突变为Y、第246位氨基酸由R突变为H。

进一步地：突变的氨基酸位点为K122N、F231Y、R246H中任一个。