[发明专利]一种谷胱甘肽双功能酶突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种谷胱甘肽双功能酶突变体，其氨基酸序列为SEQ ID NO:3，与野生型谷胱甘肽双功能酶相比，显著提高了催化谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸反应合成L‑谷胱甘肽的酶活力，具有工业化应用前景。

技术领域

本发明属于酶催化技术领域，具体地说，涉及一种谷胱甘肽双功能酶突变体、及其用于酶法合成L-谷胱甘肽的用途。

背景技术

L-谷胱甘肽，是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸缩合形成的三肽化合物，是生物体中含量最多的非蛋白类巯基化合物。在生物体内，具有重要的生理功能，包括抵抗氧化损伤、对外源物质的解毒、参与细胞信号转导调节淋巴细胞功能，增强机体免疫力。因此，L-谷胱甘肽在医药、食品和化妆品行业有广泛的应用。目前，国内外生产L-谷胱甘肽的方法主要有化学合成法、发酵法和酶法。

已经开发了一系列用于生产L-谷胱甘肽的酶，但这些酶的催化活力有限，导致L-谷胱甘肽的产量较低，原料转化率低，工业放大生产成本较高。因此，如何提高合成L-谷胱甘肽的酶活力、或者开发用于规模化生产L-谷胱甘肽的工业用酶一直是广大科研人员的努力目标。

发明内容

我们通过对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)来源的谷胱甘肽双功能酶gshF基因(WP_000582678.1)进行定向进化，获得了一种催化活力显著提高的谷胱甘肽双功能酶突变体，其可以高效地催化底物谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸进行缩合反应来合成L-谷胱甘肽，转化率明显提高，具有工业开发和应用前景。

具体而言，本发明包括如下技术方案。

一种谷胱甘肽双功能酶突变体，氨基酸序列为SEQ ID NO:3，其为野生型谷胱甘肽双功能酶gshF即序列SEQ ID NO:1第48位的S替换为N、第206位的K替换为E、第358位的I替换为S、第540位的K替换为Q、第588位的R替换为H的突变体，氨基酸序列为：

MIIDRLLQRSHSHLPILQATFGLERESLRIHQPTQRVAQTPHPKTLGNRNYHPYIQTDYSEPQLELITPIAKDSQEAIRFLKAISDVAGRSINHDEYLWPLSMPPKVREEDIQIAQLEDAFEYDYRKYLEKTYGKLIQSISGIHYNLGLGQELLTSLFELSQADNAIDFQNQLYMKLSQNFLRYRWLLTYLYGASPVAEEDFLDQELNNPVRSLRNSHLGYVNHKDIRISYTSLKDYVNDLENAVKSGQLIAEKEFYSPVRLRGSKACRNYLEKGITYLEFRTFDLNPFSPIGITQETVDTVHLFLLALLWIDSSSHIDQDIKEANRLNDLIALSHPLEKLPNQAPVSDLVDAMQSVSQHFNLSPYYQDLLESVKRQIQSPELTVAGQLLEMIEGLSLETFGQRQGQIYHDYAWEAPYALKGYETMELSTQLLLFDVIQKGVNFEVLDEQDQFLKLWHNSHIEYVKNGNMTSKDNYIVPLAMANKVVTKKILDEKHFPTPFGDEFTDRKEALNYFSQIQDKPIVVKPKSTNFGLGISIFQTSANLASYEKAIDIAFTEDSAILVEEYIEGTEYRFFVLEGDCIAVLLHVAANVVGDGIHTISQLVKLKNQNPLRGYDHRSPLEVIELGEVEQLMLEQQGYTVNSIPPEGTKIELRRNSNISTGGDSIDVTNTMDPTYKQLAAEMAEAMGAWVCGVDLIIPNATQAYSKDKKNATCIELNFNPLMYMHTYCQEGPGQSITPRILAKLFPEL(SEQ ID NO:3)。

一种编码上述谷胱甘肽双功能酶突变体的基因。

优选地，编码上述谷胱甘肽双功能酶突变体SEQ ID NO:3的基因可以是下述核苷酸序列：