[发明专利]一种肌肽水解酶、基因、突变体及其应用

说明书

本发明属于生物工程技术领域，涉及一种肌肽水解酶及其突变体，含有该酶及突变体基因的重组表达载体和重组表达转化体，该重组酶的制备方法，重组酶的固定化方法，以及使用该重组酶通过逆水解反应制备左旋体L‑肌肽的方法。与现有技术相比，本发明公开的肌肽水解酶活性高、热稳定性好，使用该酶催化β‑丙氨酸与L‑组氨酸通过直接缩合制备L‑肌肽，避免了常规化学法合成肽的方法中保护和脱保护的步骤，工艺简单、条件温和、绿色环保，因此在L‑肌肽的工业化生产中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种肌肽水解酶及其突变体，编肌肽水解酶的核酸，含有核酸的重组表达载体及重组表达转化体，该重组肌肽水解酶的制备方法，及其用于L-肌肽合成的方法。

背景技术

左旋肌肽[L-carnosine,N-β-Alanyl-L-histidine]，又名β-丙氨酰-L-组氨酸，分子式：C₉H₁₄N₄O₃，分子量为226.23，CAS号为305-84-0，是一种由β-丙氨酸和L-组氨酸两种氨基酸缩合得到的二肽，为结晶状固体，是生物体内存在的一种天然抗氧化剂。

人类机体内的脂类会发生自动氧化反应，这种链式反应属于自由基反应，反应产生的自由基进一步催化攻击易发生氧化的不饱和脂肪酸，引起氧化损害，这种氧化反应的终止是通过自由基分子之间的结合或与抗氧化剂结合来实现的。肌肽具有良好的pH缓冲性能，是一种良好的抗氧化剂、伤口愈合促进剂以及离子螯合剂(尤其对Cu²⁺和Zn²⁺)，其抗氧化机理主要包括：缓冲生理pH、螯合金属离子以及捕捉自由基等。L-肌肽的羧基能够提供氢离子而氨基能够接受氢离子的特性，使其具有pH缓冲的能力，对剧烈运动时肌肉产生的大量乳酸具有一定的中和作用；肌肽也可以螯合转运金属离子，从而抑制金属离子催化的脂质氧化；此外，肌肽还可以与羰基化蛋白连接成肌肽化蛋白，阻止羰基化蛋白进一步交联，从而抑制蛋白质的氧化修饰。基于以上原因，肌肽可以作为铜依赖有毒神经保护剂抑制铜依赖性的毒性物质和抗氧化剂。这些铜和锌介导神经毒素与多种疾病有关，如肌萎缩性侧索硬化症、阿尔茨海默病、帕金森病，可以通过内源性金属螯合剂(如肌肽)来预防，与此同时，肌肽可以通过清除活性氧自由基、抑制糖基化反应、刺激胶原蛋白合成等作用机制达到抗衰老的功效。因此，肌肽及其衍生产品在药品、保健品、化妆品等领域具有广阔的应用前景。