[发明专利]一种鲨肌醇的制备方法

说明书

本发明公开了一种利用微生物全细胞和/或其裂解液催化肌肉肌醇制备鲨肌醇的方法，包括构建表达耐热肌肉肌醇脱氢酶和/或耐热鲨肌醇脱氢酶基因的工程菌，并将工程菌进行细胞膜通透性处理和/或破碎，然后利用透性工程菌或其裂解液将肌肉肌醇转化为鲨肌醇。本发明的方法与现有生产鲨肌醇的方法相比，具有生产工艺简单、生产成本低、产率高等优点。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种鲨肌醇的制备方法，具体涉及一种利用微生物全细胞和/或其裂解液催化肌肉肌醇将其转化为鲨肌醇的方法。

背景技术

鲨肌醇(scyllo-inositol，简称SI)是肌肉肌醇(myo-inositol，MI)的一种差向异构体(图1)，存在于植物、动物和一些细菌中，但其在自然界中的含量远远低于肌肉肌醇。研究表明，鲨肌醇具有淀粉样β蛋白聚集抑制作用，可调节肌肉肌醇依赖的中枢神经信号，是治疗阿兹海默氏病的一种潜在的药物，目前已由Transition Therapeutics IrelandLimited公司进行临床试验；同时可以改善唐氏综合征人群的认知水平。此外，鲨肌醇可以降低尿酸水平，用来治疗高尿酸血症。

在传统的合成方法中，鲨肌醇主要是通过以肌肉肌醇为原料经过复杂的步骤采用化学方法合成，然而该方法需要羟基的保护和脱保护，步骤繁琐，不利于规模化生产。近年来，随着生物工程技术的发展，生物法制备鲨肌醇成为新的发展趋势。目前已报道了利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的细胞工厂来生产鲨肌醇(Yamaoka M,Osawa S,Morinaga T,Takenaka S,Yoshida K-i(2011)A cell factory of Bacillus subtilisengineered for the simple bioconversion of myo-inositol to scyllo-inositol,apotential therapeutic agent for Alzheimer's disease.Microbial Cell Factories10；Tanaka K,Tajima S,Takenaka S,Yoshida K-i(2013)An improved Bacillussubtilis cell factory for producing scyllo-inositol,a promising therapeuticagent for Alzheimer's disease.Microbial Cell Factories 12；Tanaka K,TakanakaS,Yoshida K-i(2014)A second-generation Bacillus cell factory for rareinositol production.Bioengineered 5(5):331-334；Tanaka K,Natsume A,Ishikawa S,Takenaka S,Yoshida K-i(2017)A new-generation of Bacillus subtilis cellfactory for further elevated scyllo-inositol production.Microbial CellFactories 16)。该方法需要复杂的代谢流控制，同时鲨肌醇的产率依赖于培养基的营养物质，无疑增加了工艺的复杂性。

因此，亟待开发一种生产工艺简单、产率高、低成本地制备鲨肌醇的新方法。

发明内容

针对现有的制备鲨肌醇的方法所存在的问题，本发明提供一种利用表达肌肉肌醇脱氢酶(myo-inositol 2-dehydrogenase，EC 1.1.1.18，简称IDH)和鲨肌醇脱氢酶(scyllo-inositol2-dehydrogenase，EC 1.1.1.370，简称SIDH)的全细胞和/或其裂解液催化肌肉肌醇生产鲨肌醇的方法。该方法具有生产工艺简单、生产成本低、产率高等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明涉及一种制备鲨肌醇的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：