[发明专利]一种密码子优化的N-乙酰葡萄糖胺异构酶的基因及其表达

说明书

技术领域

本发明属于微生物技术领域，涉及一种密码子优化的N-乙酰葡萄糖胺异构酶(N-acetylglucosamine2-epimerase，AGE)的基因及其表达。

背景技术

N-乙酰甘露糖胺（N-acetyl-D-mannosamine,ManNAc）是一种重要的中间体，可用于抗流感药物前体及婴幼儿奶粉添加剂N-乙酰神经氨酸（N-acetyl-D-neuraminic acid,Neu5Ac）的合成。

以N-乙酰葡萄糖胺（N-acetyl-D-glucosamine，GlcNAc）为底物用于合成ManNAc，再以ManNAc和丙酮酸为底物经N-乙酰神经氨酸缩合酶（N-acetylneuraminic acid lyase,Nal）催化合成N-乙酰神经氨酸是目前最主要的合成Neu5Ac的途径。而把廉价的底物GlcNAc经异构反应生成其昂贵的同分异构体ManNAc是两步反应中的关键步骤。

迄今为止关于催化GlcNAc合成ManNAc的反应已有许多报道。概括起来主要有化学法和生物催化法。化学催化法是在强碱性的条件下将GlcNAc异构成ManNAc，但是该方法对下游的底物及酶具有强烈的降解作用，因而不适合大规模应用[1]。

生物催化法采用AGE在温和的条件下催化GlaNAc生成ManNAc，因而避免了化学法中强碱对下游反应的抑制作用。目前报道的AGE主要集中在哺乳动物，如猪[2]、人[3]、老鼠[4]；以及淡水藻，如Synechocystis sp.PCC6803[5]和Anabaena sp.CH1[6]中；以及卵形拟杆菌Bacteroides ovatus ATCC8483[7]中。

【参考文献】：

[1]Blayer S,Woodley J M,Dawson M J et al.Alkaline biocatalysis for the direct synthesis of N-acetyl-D-neuraminic acid(Neu5Ac)from N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc)[J].Biotechnology and Bioengineering,1999,(66):131-136.

[2]Itoh T,Mikami B,Maru I et al.Crystal structure of N-acyl-D-glucosamine 2-epimerase from porcine kidney at2.0A resolution[J].J Mol Biol,2000,(303):733-44.

[3]Lee J-O,Yi J-K,Lee S-G et al.Production of N-acetylneuraminic acid from N-acetylglucosamine and pyruvate using recombinant human renin binding protein and sialic acid aldolase in one pot[J].Enzyme Microb Techno.,2004,(35):121-125.

[4]Van Rinsum J,Van Dijk W,Hooghwinkel G J et al.Subcellular localization and tissue distribution of sialic acid precursor-forming enzymes[J].Biochem J,1983,(210):21-8.

[5]Tabata K,Koizumi S,Endo T et al.Production of N-acetyl--neuraminic acid by coupling bacteria expressing N-acetyl--glucosamine2-epimerase and N-acetyl--neuraminic acid synthetase[J].Enzyme Microb Techno.,2002,(30):327-333.