专利名称：一种木糖醇脱氢酶编码基因及其重组蛋白和含有该基因的大肠杆菌及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将D-木酮糖转化成D-木糖醇的木糖醇脱氢酶。
背景技术：
D-木糖醇为天然的五碳糖醇，白色晶体，其甜度与蔗糖相当，热量为蔗糖的60%， 是甜味剂的首选。D-木糖醇能有效抑制口腔细菌生长和酸的产生，具有防龋齿和巩固牙齿的功能，其次，D-木糖醇在人体内的代谢为胰岛素非依赖型且代谢到葡萄糖的速度较慢，是糖尿病患者可食用的甜味剂。此外，有研究表明，D-木糖醇可起到护肝保肝和治疗肺部感染的作用。目前，木糖化学催化氢化法是工业生产D-木糖醇的主要方法。其中木糖来源于玉米芯、甘蔗渣、稻草等植物纤维原料中的木聚糖的水解产物。水解液中的木糖需经过中和、脱色、离子交换、浓缩、结晶等复杂的净化过程方可用于后续的催化加氢生成D-木糖醇 (Suzuki et al. Biosci. Biotechnol Biochem,66(12) :2614-2620,2002)。1969 年，Onishi 和 Suzuki 报道了以葡萄糖为底物(Onishi and Suzuki,APPLIED MICROBIOLOGY, 18 (6) 1031-1035，1969)，通过三步法转化生产D-木糖醇，即葡萄糖在耐高渗酵母的作用下转化为D-阿拉伯醇，然后在Acetobacter. Suboxydans的氧化作用下，生成 D-木酮糖，最后在Candida, guilliermondii作用下，转化为D-木糖醇。该工艺不需要中间产物的分离与纯化等复杂工艺，证明了以淀粉或葡萄糖为原料生产D-木糖醇的绿色路线的可能性；但由于过程长、收率低，此方法并未用于D-木糖醇的工业生产。近来，能高效转化葡萄糖为D-阿拉伯醇(D-木糖醇的同分异构体)的酵母菌相继报道，且Suzuki等报道了选育到将D-阿拉伯糖醇通过生物发酵法转化为D-木糖醇的细菌(Suzuki et al. Biosci. Biotechnol Biochem, 66 (12) J614-2620，2002)，通过两步法以葡萄糖为原料生产D-木糖醇显现出可能性，即葡萄糖在耐高渗酵母的作用下转化为D-阿拉伯醇，然后D-阿拉伯醇在氧化葡糖杆菌的作用下转化为D-木糖醇。其中，氧化葡糖杆菌将D-阿拉伯醇转化成D-木
糖醇的路径如下
权利要求
1.一种木糖醇脱氢酶的编码基因，其特征在于具有如SEQ ID NO: 1所示的碱基序列。
2.一种大肠杆菌，其特征在于该大肠杆菌含有木糖醇脱氢酶的编码基因，所述木糖醇脱氢酶的编码基因具有如SEQ ID NO: 1所示的碱基序列。
3.—种重组蛋白，其特征在于所述重组蛋白的宿主细胞为含有木糖醇脱氢酶编码基因的大肠杆菌，所述木糖醇脱氢酶编码基因具有如SEQ ID NO: 1所示的碱基序列，所述重组蛋白具有如SEQ ID N0:2所示的氨基酸序列。
4.一种权利要求2的大肠杆菌的用途，其特征在于它在将D-木酮糖还原为D-木糖醇的反应中作为宿主细胞。
5.一种权利要求3的重组蛋白的用途，其特征在于它在将D-木酮糖还原为D-木糖醇的反应中作为催化剂。
全文摘要
本发明公开一种新的木糖醇脱氢酶的编码基因及其重组蛋白和含有该基因的大肠杆菌及其用途。其中，木糖醇脱氢酶的编码基因的碱基序列如SEQ ID NO:1所示。由该基因所编码的重组蛋白为木糖醇脱氢酶，具有如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。本发明的大肠杆菌是在大肠杆菌BL21(DE3)中含有所述木糖醇脱氢酶的编码基因(798bp)。本发明的大肠杆菌经过诱导后能将D-木酮糖转化为D-木糖醇。本发明从含有该编码基因的大肠杆菌中获得重组蛋白，该重组蛋白能将催化D-木酮糖转化为D-木糖醇。
文档编号C12N9/04GK102304534SQ20111025014
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者张建国, 林燕清, 潘海峰, 谢志鹏 申请人:杭州宝晶生物化工有限公司