一种具有热稳定特性的新型酪氨酸酚解酶E611M及其应用

专利2026-08-09  15


本发明涉及一种具有热稳定特性的新型酪氨酸酚解酶e611m及其应用,属于生物。


背景技术:

1、左旋多巴(l-dopa)是氨基酸的一种衍生物,也是从l-酪氨酸到儿茶酚或黑色素的生化代谢途径过程中的重要中间产物,又称3,4-二羟基苯基丙氨酸,是一种重要的活性物质。l-dopa是新型的生化药品,在食品、医药和保健品等领域都具有广泛应用。l-dopa的衍生物-多巴胺是一种重要的神经递质,由于多巴胺不能透过血脑屏障进入脑组织,所以不能通过补充多巴胺来治疗帕金森氏病,而l-dopa可以通过血脑屏障,并在脑组织中脱羧形成多巴胺,从而使脑组织中多巴胺含量增加而达到治疗的目的。l-dopa及复方l-dopa(如美多芭)已成为治疗常见老年病-帕金森氏病的主要药物。l-dopa还可用来治疗弱视;利用酪氨酸酶将l-酪氨酸转化,经l-dopa形成黑色素,可用于毛发染色;此外,人们还发现l-dopa有抗衰老的功效。基于l-dopa在医药卫生、保健美容等诸多领域的显著功效,l-dopa的生产很早就被人们所关注。

2、根据文献报道,l-dopa的制备方法主要有提取法、化学合成法和酶转化法。使用提取法从植物(如蚕豆和毛豆等)中提取,其限制条件是原料来源少、产量低的限制,因而生产成本高,从植物中提取l-dopa难以大规模生产,远不能满足市场需求;使用化学合成法,其化学合成过程中需要大量的铅等金属作为催化剂,并且过程繁杂,产物的转化效率和对映选择性均较低,同时具有成本高、环境污染严重等问题。

3、酪氨酸酶,对羟基苯乙酸酯3-羟化酶和酪氨酸酚解酶的酶转化法具有安全性和特异性的特点,尤其是酪氨酸酚解酶活性最高,最接近工业化应用。目前,报道的酪氨酸酚解酶活力仍较低,且热稳定性和储存稳定行较差,严重限制了其工业化应用前景。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足,提供了一种新型酪氨酸酚解酶e611m及其制备方法。本发明所述新型酪氨酸酚解酶e611m的最适反应温度为35℃,最适反应ph为6.5;其具有热稳定的特性,在20℃,40℃和60℃条件下的半衰期分别为33min,26min和18min。

2、一方面,本发明提供一种新型新型酪氨酸酚解酶e611m,其氨基酸序列如seq idno. 1所示。其氨基酸序列与已报道的酪氨酸酚解酶序列相似度仅为91.72%,是一个序列新颖的新酶。

3、seq id no.1:

4、pisiksfspplrrrivifhqtllmnqvcftshdyvhdhcywrnkmnypcivpphytnamsdkaepfriksvetvsmiprderlkkmqeagyntfllnskdiyidlltdsgtnamsdkqwagmmmgdeayagsenfyhlertvqelfgfkhivpthqgrgaenllsqlaikpgqyvagnmyftttryhqekngavfvdivrdniafkgdidlkklqklidekgaeniayiclavtveahdaglnlaggqpvsmanmravreltaahgikvfydatrcvenayfikeqeqgfenksiaeivhemfsyadgctmsgkkdclvniggflcmnddemfssakelvvvyegmpsygglagrdmeamaiglreamqyeyiehrvkqvrylgdkpivepvgghavfldarrfcehltqdefpaqlkaagvslaasiyvetgvrsmergiisagrnnvtgehhrpkletvrltiprrvytyahmdvvadgiiklyqhkedirglkfiyepkqlrfftarfdyiyiiimapsqdgaflyffsmnrkplrcplpkhnykskpklrhfyyphdvqmtaviitnslqehlswilmplsdrvvppdlaepcwls

5、另一方面,本发明还提供一种酪氨酸酚解酶e611m对应的核酸序列,如seq idno.2所示。

6、seq id no.2:

7、ccgattagcattaaaagctttagcccgccgctgcgccgccgcattgtgatttttcatcagaccctgctgatgaaccaggtgtgctttaccagccatgattatgtgcatgatcattgctattggcgcaacaaaatgaactatccgtgcattgtgccgccgcattataccaacgcgatgagcgataaagcggaaccgtttcgcattaaaagcgtggaaaccgtgagcatgattccgcgcgatgaacgcctgaaaaaaatgcaggaagcgggctataacacctttctgctgaacagcaaagatatttatattgatctgctgaccgatagcggcaccaacgcgatgagcgataaacagtgggcgggcatgatgatgggcgatgaagcgtatgcgggcagcgaaaacttttatcatctggaacgcaccgtgcaggaactgtttggctttaaacatattgtgccgacccatcagggccgcggcgcggaaaacctgctgagccagctggcgattaaaccgggccagtatgtggcgggcaacatgtattttaccaccacccgctatcatcaggaaaaaaacggcgcggtgtttgtggatattgtgcgcgataacattgcgtttaaaggcgatattgatctgaaaaaactgcagaaactgattgatgaaaaaggcgcggaaaacattgcgtatatttgcctggcggtgaccgtggaagcgcatgatgcgggcctgaacctggcgggcggccagccggtgagcatggcgaacatgcgcgcggtgcgcgaactgaccgcggcgcatggcattaaagtgttttatgatgcgacccgctgcgtggaaaacgcgtattttattaaagaacaggaacagggctttgaaaacaaaagcattgcggaaattgtgcatgaaatgtttagctatgcggatggctgcaccatgagcggcaaaaaagattgcctggtgaacattggcggctttctgtgcatgaacgatgatgaaatgtttagcagcgcgaaagaactggtggtggtgtatgaaggcatgccgagctatggcggcctggcgggccgcgatatggaagcgatggcgattggcctgcgcgaagcgatgcagtatgaatatattgaacatcgcgtgaaacaggtgcgctatctgggcgataaaccgattgtggaaccggtgggcggccatgcggtgtttctggatgcgcgccgcttttgcgaacatctgacccaggatgaatttccggcgcagctgaaagcggcgggcgtgagcctggcggcgagcatttatgtggaaaccggcgtgcgcagcatggaacgcggcattattagcgcgggccgcaacaacgtgaccggcgaacatcatcgcccgaaactggaaaccgtgcgcctgaccattccgcgccgcgtgtatacctatgcgcatatggatgtggtggcggatggcattattaaactgtatcagcataaagaagatattcgcggcctgaaatttatttatgaaccgaaacagctgcgcttttttaccgcgcgctttgattatatttatattattattatggcgccgagccaggatggcgcgtttctgtatttttttagcatgaaccgcaaaccgctgcgctgcccgctgccgaaacataactataaaagcaaaccgaaactgcgccatttttattatccgcatgatgtgcagatgaccgcggtgattattaccaacagcctgcaggaacatctgagctggattctgatgccgctgagcgatcgcgtggtgccgccggatctggcggaaccgtgctggctgagc

8、另一方面,本发明还提供一种酪氨酸酚解酶e611m的制备与纯化方法,即利用基因工程的技术方法,将e611m的基因序列异源重组表达到大肠杆菌,经发酵后,利用镍柱对其进行一步亲和纯化。

9、另一方面,本发明还提供了所述酪氨酸酚解酶e611m在制备左旋多巴中的应用。

10、另一方面,一种生产左旋多巴的方法,所选用的酶为酪氨酸酚解酶e611m。

11、优选:所述降解条件中反应温度为0~70℃。最适反应温度为35℃。

12、优选:所述降解条件中反应ph为5.0~8.0。最适反应ph为6.5。

13、有益效果:

14、1.本发明的酪氨酸酚解酶e611m为结构与功能新颖的酪氨酸酚解酶,其氨基酸序列与已有性质报道的酪氨酸酚解酶序列相似度为91.72%。

15、2.本发明提供了一种制备酪氨酸酚解酶e611m的方法,即利用基因工程的技术方法,将e611m的基因序列异源重组表达到大肠杆菌,经发酵后,利用其生产l-dopa的产量可达58.7g/l,具有工业化生产的潜质。该酶纯化方法简单,利用镍柱对其进行一步亲和纯化,回收率高达91.2%,蛋白质纯度高达93.5%。

16、3.本发明的酪氨酸酚解酶e611m具有优良的理化性质,该酶最适反应ph为6.5,其具有热稳定的特性,在20℃,40℃和60℃条件下的半衰期分别为33min,26min和18min。本发明所述的酪氨酸酚解酶e611m具有良好的工业化应用前景。


技术特征:

1.一种酪氨酸酚解酶,其氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.如权利要求1所述的酪氨酸酚解酶所对应的核苷酸序列,所述核苷酸序列如seq idno.2所示。

3.如权利要求1所述的酪氨酸酚解酶的制备与纯化方法,将e611m的基因序列异源重组表达到大肠杆菌,经发酵后,利用镍柱对其进行一步亲和纯化。

4.如权利要求1所述的酪氨酸酚解酶在制备左旋多巴或含左旋多巴的产品中的应用。

5.一种生产左旋多巴的方法,其特征是,所选用的酶为权利要求1所述的酪氨酸酚解酶。

6.如权利要求5所述的方法,其特征是,降解条件中反应温度为0~70℃,最适反应温度为35℃。

7.如权利要求5所述的方法,其特征是,降解条件中反应ph为5.0~8.0,最适反应ph为6.5。


技术总结
本发明涉及一种具有热稳定特性的新型酪氨酸酚解酶E611M及其应用。本发明所述新型酪氨酸酚解酶E611M的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明所述新型酪氨酸酚解酶E611M的氨基酸序列与NCBI中已有序列相似度最高为91.72%。本发明所述的酪氨酸酚解酶具有热稳定特性,在20℃,40℃和60℃条件下的半衰期分别为33min,26min和18min,生产左旋多巴(L‑DOPA)的产量可达58.7 g/L。本发明所述的酪氨酸酚解酶E611M产量大,性质新颖,具有优良的工业化应用潜质。

技术研发人员:何宁宁,李尚勇
受保护的技术使用者:青岛大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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