[发明专利]工程化的葡糖基转移酶

说明书

本文公开了具有经修饰的氨基酸序列的葡糖基转移酶。例如，这类工程化的酶表现出增加的α‑葡聚糖产品产率和/或降低的明串珠菌二糖产率。进一步公开了使用工程化的葡糖基转移酶产生α‑葡聚糖的反应和方法。

本申请要求美国临时申请号62/394,354(2016年9月14日提交)的权益，该临时申请通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本公开属于酶催化领域。例如，本公开涉及具有经修饰的氨基酸序列的葡糖基转移酶。这类经修饰的酶具有改进的产品产率特性。

以电子方式提交的序列表的引用

该序列表的官方副本经由EFS-Web作为ASCII格式的序列表以电子方式提交，文件名为CL6395USNP_SequenceListing_ST25_ExtraLinesRemoved.txt，创建于2017年9月11日，且具有612千字节大小，并且与本说明书同时提交。包含在该ASCII格式的文件中的序列表是本说明书的一部分并且以其全文通过引用并入本文。

背景技术

受到在多种应用中使用多糖的期望所驱动，研究人员已经探索了可生物降解的、并且可以从可再生来源的原料节约地制造的多糖。一种这样的多糖是α-1，3-葡聚糖，这种多糖是特征在于具有α-1，3-糖苷键的不溶性葡聚糖聚合物。例如，已经使用从唾液链球菌(Streptococcus salivarius)分离的葡糖基转移酶制备了这种聚合物(Simpson等人，Microbiology[微生物学]141：1451-1460，1995)。还例如，美国专利号7000000公开了从酶促生产的α-1，3-葡聚糖制备纺成纤维。

还研究了用于开发新应用或增强的应用的多种其他葡聚糖材料。例如，美国专利申请公开号2015/0232819公开了具有混合的α-1，3键和α-1，6键的若干种不溶性葡聚糖的酶促合成。也已经酶促合成了大的可溶性葡聚糖，如具有高百分比α-1，6键的那些(例如，美国专利申请公开号2016/0122445)。用于产生适用于饮食和其他应用的小的可溶性葡聚糖材料的多种酶催化合成途径公开于国际专利申请公开号WO 2015/183721、WO 2015/183724、WO 2015/183729、WO 2015/183722、WO 2015/183726和WO 2015/183714中。

虽然已经在使用葡糖基转移酶生产葡聚糖聚合物方面取得了这些进展和其他进展，但似乎很少关注这类酶的葡聚糖产率的改进。为解决这一技术缺口，本文公开了被工程化以具有经修饰的氨基酸序列的葡糖基转移酶，这些经修饰的氨基酸序列赋予这些酶增强的葡聚糖生产特性。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及在与SEQ ID NO：62的氨基酸残基Leu-373、Leu-428、Ala-472、Ala-510、Leu-513、Met-529、Phe-607、Asn-613、Gln-616、Ser-631、Gly-633、Phe-634、Thr-635或Phe-951相对应的位置处包含至少一个氨基酸取代的非天然葡糖基转移酶，其中该非天然葡糖基转移酶合成包含1，3-键和/或1，6-键的α-葡聚糖，并且其中该非天然葡糖基转移酶具有：

(i)比第二葡糖基转移酶的α-葡聚糖产率更高的α-葡聚糖产率，该第二葡糖基转移酶仅在一个或多个取代位置处与非天然葡糖基转移酶不同，和/或

(ii)比第二葡糖基转移酶的明串珠菌二糖产率更低的明串珠菌二糖产率。

在另一个实施例中，本公开涉及包含编码如目前公开的非天然葡糖基转移酶的核苷酸序列的多核苷酸，任选地其中一个或多个调节序列可操作地连接到该核苷酸序列，并且优选地其中该一个或多个调节序列包含启动子序列。

在另一个实施例中，本公开涉及反应组合物，该反应组合物包含水、蔗糖和如目前公开的非天然葡糖基转移酶。