[发明专利]一种硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法

说明书

本发明提供一种硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法，在产谷氨酰胺转氨酶的菌株培养过程中添加含硒物质。本发明提供的硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法，便于操作和控制，工艺简单，容易实现大规模工业化生产。并且谷氨酰胺转氨酶已经广泛应用于食品、化妆品等领域，本发明得到的硒修饰谷氨酰胺转氨酶不仅保留了原有的催化功能，而且能够满足人体对硒元素的需求，增强人体免疫力，减少多种疾病甚至癌症的发病率和死亡率。同时，本发明首次将硒和酶结合起来，通过原核生物自组装过程完成了有机硒的富集，在植物富硒、真菌微生物富硒、真核微生物富硒的基础上，拓展了原核生物富硒的方法，为无机硒向有机硒的转化提供了新途径。

技术领域

本发明涉及一种谷氨酰胺转氨酶的制备方法，特别是一种硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法。

背景技术

谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase，简称TGase，EC2.3.2.13)是一种催化酰基转移反应的酶。它具有多种催化功能，不仅可以使蛋白质分子内、分子间交联，而且可以水解蛋白质分子内的谷氨酰胺，从而改变蛋白质本身及其所附着细胞和组织的结构，提高蛋白质的营养价值，被誉为“21世纪超级粘合剂”。

TGase广泛分布于各种生物体内，如哺乳动物的血液、肝脏、表皮层中，鱼类的肌肉组织及豌豆和羽扇豆的种子等。植物来源的TGase不仅来源少，而且分离纯化复杂，导致该酶价格昂贵；而动物来源的TG具有钙离子依赖性，大大限制了它在工业上的应用。与此相比，微生物来源的TG(microbial transglutaminase,简称MTG)不仅具有非钙离子依赖性、底物特异性强且催化效率高等优点，而且生产周期短，分离纯化工业简单，成本低，因此被广泛用于大规模工业化生产。MTG的商业化发酵生产最先由日本味之素公司在轮枝链霉菌Streptomyces mobaraensis S-1182中分离得到，自此之后，科研人员从链霉菌属(Streptomyces spp.)和芽孢杆菌属(Bacillus spp.)等多种微生物中也陆续发现了MTG的存在。目前工业生产得到MTG的分子量在40000左右，球形构型，单聚链，由331个氨基酸构成，活性中心包括6～7个半胱氨酸残基。

硒是人体内一种非常重要的抗氧化剂——谷胱甘肽过氧化物酶的催化中心，这种酶能够有效抵御细胞膜的过氧化损伤，防止自由基和过氧化物过量地生产和累积。硒不仅可以预防和治疗克山病、大骨节病、白内障和心血管等疾病，而且能够清除自由基，阻断自由基参与癌变的进程，有效地降低致癌物诱发的多种DNA损伤，明显减少癌症的发病率和死亡率。

我国有七成地区缺硒，成年人硒的日摄取量仅为30μg/g左右(成年人日需硒量约为200～250μg/g)。而且硒不能在人体内生物合成，必须从体外摄入。无机硒强化剂的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性较大，中毒量与需要量之间范围小，因而被严格限制其使用量。同无机硒强化剂相比，生物有机硒易被人体吸收利用，不易发生中毒，无毒副作用，安全性高。针对人体缺硒的状况，富含有机硒产品的研发和生产已受到人们的广泛关注。

发明内容

为了获得人体可吸收的有机硒，生物富硒是优良的途径。生物富硒具体为：硒元素在生物代谢过程中取代含硫氨基酸中的硫元素形成硒代氨基酸，从而实现无机硒到有机硒的转化。

本发明提供一种硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法，通过在茂原链霉菌和吸水链霉菌等原核生物培养过程中添加含硒物质，将MTG活性中心半胱氨酸残基(SH-)中的S元素由同族的Se取代，形成SeH-，从而实现无机硒向有机硒的转化。本发明提供的技术方案如下：

一种硒修饰谷氨酰胺转氨酶的制备方法，在产谷氨酰胺转氨酶的菌株培养过程中添加含硒物质。

进一步的，所述产谷氨酰胺转氨酶的菌株包括茂原链轮丝菌、吸水链霉菌及经过基因工程改造的细菌、放线菌、霉菌和酵母。

优选的，所述产谷氨酰胺转氨酶的菌株是茂原链轮丝菌和吸水链霉菌。