【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于生物化工領(lǐng)域。具體而言，本專利技術(shù)涉及一種以l-高絲氨酸為底物直接酶促制備l-甲硫氨酸的方法。
技術(shù)介紹
1、甲硫氨酸是蛋白質(zhì)中的20種天然氨基酸之一，也是合成s-腺苷甲硫氨酸的前體，s-腺苷甲硫氨酸在人體內(nèi)作為甲基的供體，參與大量重要的代謝過程。人不能合成甲硫氨酸，必須通過(例如)食物攝入來獲得。甲硫氨酸也是一種飼料添加劑，在畜、禽以及魚類養(yǎng)殖中大量使用。
2、甲硫氨酸可以通過化學(xué)合成制備。然而，化學(xué)合成的甲硫氨酸為消旋體，是d/l混合型甲硫氨酸，而d型甲硫氨酸在生物體內(nèi)是難以利用的。
3、也可以通過生物合成獲得光學(xué)純的l-甲硫氨酸，實(shí)現(xiàn)較高的生物利用率。生物合成甲硫氨酸通常通過將參與甲硫氨酸生物合成代謝途徑的酶(參見圖1)引入宿主細(xì)胞進(jìn)行(參見例如cn?105886449?b、cn?106906176?a、cn?103781913b和cn?114787369a)。然而，生物合成需要向宿主細(xì)胞引入大量外源基因，需要復(fù)雜的遺傳工程操作；并且由于甲硫氨酸的合成代謝途徑受到復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)控制，難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量。
4、還開發(fā)了以甲基封端的硫醚，如二甲基二硫醚作為硫和甲基的來源，通過用谷氨酸棒桿菌或者大腸桿菌的突變體發(fā)酵將o-乙酰基高絲氨酸硫化和甲基化合成甲硫氨酸的方法(參見cn?101223280?b)。然而，在此方法中，硫醚分解產(chǎn)生的甲硫醇對(duì)微生物有較強(qiáng)的毒害作用，影響微生物的生長(zhǎng)，也不利于甲硫氨酸的合成。
5、還開發(fā)了用o-琥珀酰巰基轉(zhuǎn)移酶催化o-琥珀酰高絲氨酸和甲硫醇鈉
6、因此，需要開發(fā)新的制備l-甲硫氨酸的方法，使用容易獲得的穩(wěn)定底物，降低產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)的抑制，簡(jiǎn)化工藝(包括生產(chǎn)和分離)并降低成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、出人意料地，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，l-高絲氨酸可以在酶的催化下與甲硫醇反應(yīng)，生成l-甲硫氨酸和水(如式i所示)。
2、
3、l-高絲氨酸是比o-酰基高絲氨酸更易獲得的且更穩(wěn)定的化合物，并且本專利技術(shù)的反應(yīng)不產(chǎn)生抑制酶活性的有機(jī)酸副產(chǎn)物。
4、因此，本專利技術(shù)提供一種制備l-甲硫氨酸的方法，包括以下步驟：
5、a)提供反應(yīng)介質(zhì)，其包含l-高絲氨酸或其鹽、酯、酰胺或酸酐，甲硫醇或其鹽和酶，所述酶選自轉(zhuǎn)移除甲基外的烷基或芳香基的轉(zhuǎn)移酶、氨裂解酶和催化碳-硫鍵斷裂的裂解酶；
6、b)溫育所述反應(yīng)介質(zhì)以產(chǎn)生包含l-甲硫氨酸或其鹽、酯或酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物；和任選存在的
7、c)從所述反應(yīng)產(chǎn)物回收l-甲硫氨酸或其鹽、酯或酰胺。
8、在一些實(shí)施方案中，所述酶選自ec編號(hào)為ec?2.5.1.-、ec?4.3.1.-和ec?4.4.1.-的酶。
9、在一些實(shí)施方案中，所述反應(yīng)介質(zhì)還包含磷酸吡哆醛或其鹽。
10、在一些實(shí)施方案中，所述酶選自ec編號(hào)為ec?2.5.1.47、ec?2.5.1.48、ec2.5.1.49、ec?2.5.1.51、ec?2.5.1.52、ec?2.5.1.65、ec?2.5.1.76、ec?2.5.1.113、ec2.5.1.134、ec?2.5.1.140、ec?2.5.1.144、ec?4.3.1.15、ec?4.3.1.17、ec?4.3.1.18、ec4.3.1.19、ec?4.4.1.1、ec?4.4.1.2、ec?4.4.1.9、ec?4.4.1.10、ec?4.4.1.11、ec4.4.1.13、ec?4.4.1.15、ec?4.4.1.16、ec?4.4.1.25、ec?4.4.1.28和ec?4.4.1.35的酶。
11、在一些實(shí)施方案中，所述酶來源于選自thermus?thermophiles、球形賴氨酸芽孢桿菌(lysinibacillus?sphaericus)、艱難梭菌(clostridioides?difficile)、諾氏梭菌(clostridium?novyi)、嗜熱脂肪地芽孢桿菌(geobacillus?stearothermophilus)、海棲熱胞菌(thermotoga?maritima)、綠膿假單胞菌(pseudomonas?aeruginosa)、獨(dú)島不動(dòng)滑菌(nonlabens?dokdonensis)、銀合歡(leucaena?leucocephala)、aeropyrum?pernix、methanosarcina?acetivorans、結(jié)核分支桿菌(mycobacterium?tuberculosis)、枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis)、金黃色葡萄球菌(staphylococcus?aureus)、熒光假單胞菌(pseudomonas?fluorescens)、大腸桿菌(escherichia?coli)、麥芽糖假絲酵母(candidamaltosa)、暗產(chǎn)色鏈霉菌(streptomyces?phaeochromogenes)、粗糙脈孢菌(neurosporacrassa)、菠菜(spinacia?oleracea)、cyanobacteria?bacterium、惡臭假單胞菌(pseudomonas?putida)、乳酸乳球菌(lactococcus?lactis)、ruegeria?pomeroyi、methanococcus?maripaludis和亞麻薺(camelina?sativa)的生物體。
12、在一些實(shí)施方案中，所述酶選自來源于thermus?thermophiles的半胱氨酸合酶(ec?2.5.1.47-cysteine?synthase)、來源于球形賴氨酸芽孢桿菌的胱硫醚γ合酶(ec2.5.1.48-cystathionine?gamma-synthase)、來源于艱難梭菌的o-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶(ec?2.5.1.49-o-acetylhomoserine?aminocarboxypropyltransferase)、來源于諾氏梭菌的o-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于嗜熱脂肪地芽孢桿菌的o-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于海棲熱胞菌的o-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于綠膿假單胞菌o-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于獨(dú)島不動(dòng)滑菌的β吡唑酰丙氨酸合酶(ec?2.5.1.51-beta-pyrazolylalanine?synthase)、來源于銀合歡的l-含羞草素合酶(ec?2.5.1.52-l-mimo本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種制備L-甲硫氨酸的方法，包括以下步驟：
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述酶選自EC編號(hào)為EC?2.5.1.-、EC?4.3.1.-和EC?4.4.1.-的酶。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述反應(yīng)介質(zhì)還包含磷酸吡哆醛或其鹽。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中所述酶選自EC編號(hào)為EC?2.5.1.47、EC?2.5.1.48、EC?2.5.1.49、EC?2.5.1.51、EC?2.5.1.52、EC?2.5.1.65、EC?2.5.1.76、EC?2.5.1.113、EC2.5.1.134、EC?2.5.1.140、EC?2.5.1.144、EC?4.3.1.15、EC?4.3.1.17、EC?4.3.1.18、EC4.3.1.19、EC?4.4.1.1、EC?4.4.1.2、EC?4.4.1.9、EC?4.4.1.10、EC?4.4.1.11、EC4.4.1.13、EC?4.4.1.15、EC?4.4.1.16、EC?4.4.1.25、EC?4.4.1.28和EC?4.4.1.35的酶。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中所述酶選自來源于Thermus?thermophiles的半胱氨酸合酶、來源于球形賴氨酸芽孢桿菌的胱硫醚γ合酶、來源于艱難梭菌的O-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于諾氏梭菌的O-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于嗜熱脂肪地芽孢桿菌的O-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于海棲熱胞菌的O-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于綠膿假單胞菌O-乙酰高絲氨酸氨基羧基丙基轉(zhuǎn)移酶、來源于獨(dú)島不動(dòng)滑菌的β吡唑酰丙氨酸合酶、來源于銀合歡的L-含羞草素合酶、來源于Aeropyrum?pernix的O-磷酸絲氨酸硫化氫解酶、來源于Methanosarcina?acetivorans的半胱氨酸合酶、來源于結(jié)核分支桿菌的[CysO硫載體蛋白]-硫酯依賴性半胱氨酸合酶、來源于枯草芽孢桿菌的胱硫醚β合酶、來源于金黃色葡萄球菌的N-(2-氨基-2-羧基乙基)-L-谷氨酸合酶、來源于熒光假單胞菌的S-硫-L-半胱氨酸合酶、來源于大腸桿菌的二氨基丙酸氨裂解酶、來源于大腸桿菌的L-絲氨酸氨裂解酶、來源于大腸桿菌的D-絲氨酸氨裂解酶、來源于麥芽糖假絲酵母的蘇氨酸氨裂解酶、來源于暗產(chǎn)色鏈霉菌的胱硫醚γ裂解酶、來源于粗糙脈孢菌的胱硫醚γ裂解酶、來源于枯草芽孢桿菌的高半胱氨酸脫巰基酶、來源于菠菜的L-3-氰基丙氨酸合酶、來源于Cyanobacteria?bacterium的半胱氨酸裂解酶、來源于惡臭假單胞菌的甲硫氨酸γ裂解酶、來源于乳酸乳球菌的半胱氨酸S綴合物β裂解酶、來源于大腸桿菌的D-半胱氨酸脫巰基酶、來源于大腸桿菌的硒代半胱氨酸裂解酶、來源于Ruegeriapomeroyi的L-半胱氨酸硫裂解酶、來源于Methanococcus?maripaludis的L-半胱氨酸脫硫化物酶和來源于亞麻薺的L-胱...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備l-甲硫氨酸的方法，包括以下步驟：
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述酶選自ec編號(hào)為ec?2.5.1.-、ec?4.3.1.-和ec?4.4.1.-的酶。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述反應(yīng)介質(zhì)還包含磷酸吡哆醛或其鹽。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中所述酶選自ec編號(hào)為ec?2.5.1.47、ec?2.5.1.48、ec?2.5.1.49、ec?2.5.1.51、ec?2.5.1.52、ec?2.5.1.65、ec?2.5.1.76、ec?2.5.1.113、ec2.5.1.134、ec?2.5.1.140、ec?2.5.1.144、ec?4.3.1.15、ec?4.3.1.17、ec?4.3.1.18、ec4.3.1.19、ec?4.4.1.1、ec?4.4.1.2、ec?4.4.1.9、ec?4.4.1.10、ec?4.4.1.11、ec4.4.1.13、ec?4.4.1.15、ec?4.4.1.16、ec?4.4.1.25、ec?4.4.1.28和ec?4.4.1.35的酶。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中所述酶來源于選自thermus?thermophiles、球形賴氨酸芽孢桿菌(lysinibacillus?sphaericus)、艱難梭菌(clostridioides?difficile)、諾氏梭菌(clostridium?novyi)、嗜熱脂肪地芽孢桿菌(geobacillus?stearothermophilus)、海棲熱胞菌(thermotoga?maritima)、綠膿假單胞菌(pseudomonas?aeruginosa)、獨(dú)島不動(dòng)滑菌(nonlabens?dokdonensis)、銀合歡(leucaena?leucocephala)、aeropyrum?pernix、methanosarcina?acetivorans、結(jié)核分支桿菌(mycobacterium?tuberculosis)、枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis)、金黃色葡萄球菌(staphylococcus?aureus)、熒光假單胞菌(pseudomonas?fluorescens)、大腸桿菌(escherichia?coli)、麥芽糖假絲酵母(candidamaltosa)、暗產(chǎn)色鏈霉菌(streptomyces?phaeochromogenes)、粗糙脈孢菌(neurosporacrassa)、菠菜(spinacia?oleracea)、cyanobacteria?bacterium、惡臭假單胞菌(pseudomonas?putida)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賴煩，范謙，代勇華，楊蘋蘋，任杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南利爾生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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