[发明专利]甲硫氨酸裂解酶及其编码基因和生物合成方法

说明书

本发明公开了甲硫氨酸裂解酶及其编码基因和生物合成方法。本发明从黑孢块菌中分离获得SEQ ID No.1所示的编码甲硫氨酸裂解酶的基因。本发明进一步提供了一种高效生物合成甲硫氨酸裂解酶的方法，包括：(1)将SEQ ID No.1所示甲硫氨酸降解酶的编码基因克隆至酵母表达载体中，构建得到重组酵母表达载体；(2)将重组酵母表达载体转化到酿酒酵母中得到表达菌；(3)诱导表达菌表达甲硫氨酸裂解酶，收集诱导表达后的菌体，纯化所表达的重组甲硫氨酸裂解酶。本发明制备的重组甲硫氨酸裂解酶纯度达到90％以上，其降解甲硫氨酸的效率可达0.53±0.0030μM MTL·h‑1·mg protein‑1。

技术领域

本发明涉及甲硫氨酸裂解酶，尤其涉及源于真菌的甲硫氨酸裂解酶及其编码基因，本发明进一步涉及一种获得甲硫氨酸裂解酶的生物合成方法，属于甲硫氨酸裂解酶及其生物合成领域。

背景技术

甲硫氨酸裂解酶具有广泛的工业和医药用途。在工业领域，甲硫氨酸裂解酶以甲硫氨酸为底物，直接催化合成甲基硫醇及其衍生物二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫，这些含硫化合物是重要的食品香料添加剂，主要用于配制玉米、番茄、土豆、奶制品、菠萝和橘子类果香及青香型香精(Martinez-Cuesta Mdel,C.,Pelaez,C.,Requena,T.,2013.Methionine metabolism:major pathways and enzymes involved and strategiesfor control and diversification of volatile sulfur compounds in cheese.CritRev Food Sci Nutr.53,366-385.)；另外，主产物甲基硫醇也是一种重要的燃料添加剂，同时可以作为生产甲硫氨酸和杀虫剂的前体化合物(Gutierrez,O.Y.,Zhong,L.S.,Zhu,Y.Z.,Lercher,J.A.,2013.Synthesis of methanethiol from CS2on Ni-,Co-,and K-Doped MoS2/SiO2catalysts.Chemcatchem.5,3249-3259；Zhang,Y.H.,Chen,S.P.,Wu,M.,Fang,W.P.,Yang,Y.Q.,2012.Promoting effect of SiO2 on the K2WO4/Al2O3catalystsfor methanethiol synthesis from methanol and H2S.Catal Commun.22,48-51.)。甲硫氨酸裂解酶在医药领域也有广泛的应用范围，甲硫氨酸裂解酶可以作为癌症辅助治疗的酶制剂，通过将其添加到癌症病人的食物中，可以将食物中的甲硫氨酸降解，减少癌细胞对外源甲硫氨酸的依赖，从而达到辅助治疗的目的(Sun,X.,Yang,Z.,Li,S.,Tan,Y.,Zhang,N.,Wang,X.,Yagi,S.,Yoshioka,T.,Takimoto,A.,Mitsushima,K.,Suginaka,A.,Frenkel,E.P.,Hoffman,R.M.,2003.In vivo efficacy of recombinant methioninase isenhanced by the combination of polyethylene glycol conjugation and pyridoxal5'-phosphate supplementation.Cancer Res.63,8377-8383.)；同时，甲硫氨酸裂解酶亦可通过感染的方式进入癌症细胞，引发癌症细胞的死亡和严重聚集，是基因治疗癌症的一种前沿技术(Venkatachalam,KV,2015.Novel cancer therapy:Targeting methioninemetabolism.29(1):897)。