[发明专利]一种糖基转移酶突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种糖基转移酶的突变体及其编码基因，还公开了含有上述基因的重组质粒和工程菌株，以及上述糖基转移酶的突变体、编码基因、重组质粒或工程菌在甜味剂甜菊醇糖苷糖基化修饰中的应用。该糖基转移酶的突变体的转糖基活性较之野生型显著提高。在甜味剂甜菊糖开发应用领域具有极大的潜力。

技术领域

本发明属于生物酶技术领域，具体涉及一种糖基转移酶突变体及其应用。

背景技术

甜味剂是一类对食品的加工特性和口感起重要作用的食品添加剂，随着全世界肥胖症、糖尿病、心血管疾病和龋齿的发病率不断增加，人们对绿色健康甜味剂的需求日趋增长。甜菊糖苷是从菊科植物甜叶菊中分离提取到的零卡路里天然高倍甜味剂，其甜度为蔗糖的300倍，具有甜度高、热值低、营养全、功效多等特点，被誉为继蔗糖、阿斯巴甜之后的“第三代糖源”。

甜菊糖苷是一类多种甜味成分组成的混合物，它们具有相同的苷元四环二萜类化合物甜菊醇(Steviol)，C19和C13位上连接不同数量的葡萄糖基或鼠李糖基，从而形成甜度、味质、生物活性等性能迥异的衍生物如甜菊苷、莱鲍迪苷A-F、杜尔可苷A和甜茶苷，其化学结构如下所示：

虽然甜菊糖苷是一种高倍甜味剂，但存在后苦涩味这一缺点，严重限制了其在食品、饮料等对口感要求较高的领域中的应用。而引起甜菊糖苷后苦涩味的本质原因是其内在分子结构引起的，甜菊糖苷中的R1和R2基团上连接糖基数量越多口感越好，但其混合物中存在部分甜菊醇，甜菊醇具有一定的苦涩味，影响了整个甜菊糖苷的口感，又很难通过分离将甜菊醇去除，而通过糖基转移酶可以向甜菊醇的R1和R2位置引入糖基，使甜菊醇转化为甜度更好且没有苦涩味的其他类型的甜菊糖苷化合物。即苷元甜菊醇没有任何甜味，仅有苦涩味，而这一缺点可以通过酶修饰甜菊醇糖苷的糖基部分来改善或消除。

糖基转移酶(glycosyl transferase)是负责催化糖基化反应的酶类，它们将活性糖基从糖基供体转移到糖基受体，并形成糖苷键，是一类重要的转化反应，可应用于甜菊醇糖苷的性质改善。

来源于Streptococcus devriesei的一种糖基转移酶应用于甜菊醇糖苷糖基化修饰的催化反应尚未见报道，但该酶的催化活性相对较低，提高其催化活性势在必行。

随着对酶序列、结构和功能关系认知的逐步进展，利用计算机辅助设计进化酶学性质的方法也日益成熟。利用计算机模拟的方法，鉴定与识别该糖基转移酶催化活性中心直接相关的重要氨基酸以及有可能提高酶催化活性的靶标氨基酸残基，可以为糖基转移酶突变体的性质改善提供了快速的指导，本发明拟在这个方面进行深入的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种糖基转移酶的突变体及其编码基因。

本发明的目的还在于提供含有上述基因的重组质粒和工程菌株。

本发明的最后一个目的在于提供上述糖基转移酶的突变体、编码基因、重组质粒或工程菌在甜味剂甜菊醇糖苷糖基化修饰中的应用。

因此，本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现的：一种糖基转移酶的突变体，所述糖基转移酶突变体是将氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的糖基转移酶的第590位Gln氨基酸突变为Glu得到的，所述糖基转移酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

其中氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的糖基转移酶的碱基序列如SEQ ID NO.1所示。

编码上述糖基转移酶突变体的基因，其碱基序列如SEQ ID NO.3所示。