[发明专利]一种可一步催化得烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的菌种及其筛选方法和应用

说明书

本发明揭示了一种可一步催化得烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的菌种及其筛选方法和应用。本发明的菌种可以应用于制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，以烟酰胺核糖为底物溶液，以所述菌种的细胞粗提物为催化剂加入到底物中，再加入三磷酸腺苷氨酸，转化18小时后，标准溶液中形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。本发明提供的菌种可一步催化得到烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)，产率高。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，尤其涉及一种利用微生物细胞或细胞粗提物酶促合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法。

背景技术

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，缩写NAD，也称之为辅酶I)是一种基本的氧化还原辅酶，在细胞中起着核心的枢纽作用，参与细胞物质代谢、能量合成、呼吸作用等核心基础生理活动。在体外氧化还原类型的生物催化反应中，很多氧化还原反应的主酶同样需要各种辅酶的参与才能正常反应。NAD是一类较为常见的辅酶，目前已知有约七百种酶可以利用辅酶NAD进行催化。因此，在氧化还原类的工业生物催化反应中，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的工业制备尤为重要。

目前，制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的方法有多种，包括化学合成、生物酶催化及酵母菌发酵提取等。化学合成法由于化工所固有的污染严重，条件苛刻，加之得率不高，合成成本较高。对于酵母菌发酵提取的方法，由于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)在酵母菌中的含量过低，因此该方法在工业制备规模上具有很大的局限性。生物酶催化因为其固有的高效率、绿色环保等优点逐渐成为工业制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的主流方法。

生物酶催化制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)主要包括下列主要步骤：

第一步：以烟酰胺核糖(nicotinamide riboside，NR)为起始底物，在烟酰胺核糖激酶(nicotinamide riboside kinase，NRK)的催化下，得到烟酰胺单核苷酸(nicotinamidemononucleotide，NMN)。该反应过程反应式如下：

第二步：烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide，NMN)在烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶(nicotinamide mononucleotide adenylyl transferase，NMNAT)的作用下，与另一前体三磷酸腺苷(ATP)反应，生成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)。

但上述烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)生物酶催化制备方法涉及多步反应，且得率不高。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高收率的制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的方法，具体的为提供一种土壤中筛选得到的菌种，能以烟酰胺核糖(nicotinamide riboside，NR)为起始底物，一步催化得到烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种可一步催化得烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的菌种，所述菌种为DHP02，分类命名为变形杆菌Proteus sp；保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：中国，北京，北京科学院微生物研究所，保藏编号CGMCC NO：13721，保藏时间2017年3月3日。

优选地，所述的一种可一步催化得烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的菌种在制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸上的应用。

优选地，所述的一种可一步催化得烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的菌种在制备烟酰胺腺嘌呤二核苷酸上的应用，包括如下步骤，

以烟酰胺核糖为底物溶液，以所述菌种的细胞粗提物为催化剂加入到底物中，再加入三磷酸腺苷氨酸，转化18小时后，标准溶液中形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。