[发明专利]一种提高4-α-糖基转移酶可溶性表达水平的方法

说明书

本发明公开了一种提高4‑α‑糖基转移酶可溶性表达水平的方法，属于发酵工程技术领域。本发明的方法从4‑α‑糖基转移酶的发酵生产工艺入手，通过在4‑α‑糖基转移酶生产菌株的发酵培养基中添加一定量的氧化三甲胺和/或脯氨酸，以提高其对4‑α‑糖基转移酶的表达水平；采用本发明的方法发酵48h，可成功将细胞破碎上清液中的4‑α‑糖基转移酶酶活提高至1302.6U/mL；且本发明的方法具有工艺简单易行，适合工业化生产的优点。

技术领域

本发明涉及一种提高4-α-糖基转移酶可溶性表达水平的方法，属于发酵工程技术领域。

背景技术

5-α-糖基转移酶是一种多功能酶，属于淀粉水解酶家族。由于4-α-糖基转移酶具有独特的催化特性，可以催化环化、歧化、水解和偶合四种反应，使其在改性淀粉、大环糊精等生产中具有广泛的用途。

如在淀粉改性方面，Cho K.H.等人应用来源于栖热水生菌的4-α-糖基转移酶对大米淀粉进行处理，结果表明经过该酶处理后，淀粉的回生现象得到很大程度的抑制，HaV.Do等人应用来源于栖热水生菌的4-α-糖基转移酶制备淀粉凝胶，分别测定不同加酶量、不同处理时间下玉米淀粉凝胶的质构特性，最终制备出粘弹性较好的理想凝胶，也有研究已经证实，采用微生物来源的4-α-糖基转移酶制备淀粉质凝胶，可以得到与明胶性质相似的淀粉质凝胶；在生产大环糊精方面，4-α-糖基转移酶可以通过其环化作用转化淀粉生成大环糊精，实现一步法制备大环糊精。

因此，如何实现4-α-糖基转移酶的工业生产以及高效生产一直是一个研究热点。

目前，已经有许多研究是基于基因工程技术，通过构建基因工程菌以尝试提高4-α-糖基转移酶的表达量，如许燕等构建产栖热水生菌嗜热4-α-糖基转移酶重组大肠杆菌，并对该没进行了纯化和性质分析，结果显示该酶比活力为156.25U/mg，该酶可以催化淀粉制备大圆环糊精，最高转化率为45.58％；张磊等构建了产Thermus thermophilus HB84-α-糖基转移酶重组大肠杆菌，采用两步法获得了纯酶，该酶可以催化麦芽糖生成葡萄糖、麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽五糖和麦芽六糖。

但是，上述研究或者对4-α-糖基转移酶的表达依处在一个很低的水平，或者由于表达量过低而没有报道酶的实际表达量，因此，如何实现4-α-糖基转移酶的工业生产以及高效生产仍需进一步研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种提高4-α-糖基转移酶可溶性表达水平的方法。此方法从4-α-糖基转移酶的发酵生产工艺入手，通过在4-α-糖基转移酶生产菌株的发酵培养基中添加一定量的氧化三甲胺和/或脯氨酸，以提高其对4-α-糖基转移酶的表达水平；采用此方法发酵48h，可成功将细胞破碎上清液中的4-α-糖基转移酶酶活提高至1302.6U/mL；且此方法具有工艺简单易行，适合工业化生产的优点。

本发明技术方案如下：

本发明提供了一种提高4-α-糖基转移酶可溶性表达水平的方法，所述方法为使用添加了氧化三甲胺和/或脯氨酸的发酵培养基进行发酵培养；所述发酵培养所用的生产菌株为可产4-α-糖基转移酶的菌株。

在本发明的一种实施方式中，所述生产菌株包含可产4-α-糖基转移酶的基因工程菌。

在本发明的一种实施方式中，所述基因工程菌包含产4-α-糖基转移酶的重组枯草芽孢杆菌以及可产4-α-糖基转移酶的重组大肠杆菌。

在本发明的一种实施方式中，所述基因工程菌为重组大肠杆菌BL21(DE3)/pETduet-GroES-GroEL-4GT或重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168/pHT01-4GT。

在本发明的一种实施方式中，所述氧化三甲胺在发酵培养基中的添加量为0.5～10g/L。

在本发明的一种实施方式中，所述氧化三甲胺在发酵培养基中的添加量为2.3g/L。