1.一种合成手性(r)-3-氨基-1-丁醇的方法,包括如下步骤:
(a)以1,3-丁二醇为底物,经酶a催化反应生成4-羟基-2-丁酮;
(b)以步骤(a)生成的4-羟基-2-丁酮为底物,经酶b催化反应生成手性(r)-3-氨基-1-丁醇;
所述酶a选自如下任一种:醇脱氢酶、醇脱氢酶突变体;
所述酶b选自如下任一种:胺脱氢酶、胺脱氢酶突变体。
2.一种合成手性(r)-3-氨基-1-丁醇的方法,包括如下步骤:以1,3-丁二醇为底物,
经酶a和酶b催化反应,生成手性(r)-3-氨基-1-丁醇;
所述酶a选自如下任一种:醇脱氢酶、醇脱氢酶突变体;
所述酶b选自如下任一种:胺脱氢酶、胺脱氢酶突变体。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:
所述醇脱氢酶为如下(a1)-(a42)中任一:
(a1)来源于短小乳杆菌(lactobacillusbreviskb290)的醇脱氢酶adh1,氨基酸序列的accessionnumber为ban05992.1;
(a2)来源于高温厌氧杆菌(thermoanaerobacterbrockii)的醇脱氢酶adh2,氨基酸序列的accessionnumber为caa46053.1;
(a3)来源于固氮弧菌属(aromatoleumaromaticumebn1)的醇脱氢酶adh3,氨基酸序列的accessionnumber为cai07428.1;
(a4)来源于链霉菌(streptomycescoelicolor)的醇脱氢酶adh4,氨基酸序列的accessionnumber为q9kym4;
(a5)来源于枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)的醇脱氢酶adh5,氨基酸序列的accessionnumber为wp_003234015.1;
(a6)来源于肺炎克雷白杆菌(klebsiellapneumoniae)的醇脱氢酶adh6,氨基酸序列的accessionnumber为wp_015958558.1;
(a7)来源于葡萄糖杆菌(gluconobacteroxydans)的醇脱氢酶adh7,氨基酸序列的accessionnumber为wp_011253549.1;
(a8)来源于赖氏菌属(leifsoniasp.s749)的醇脱氢酶adh8,氨基酸序列的accessionnumber为bad99642.1;
(a9)来源于赤红球菌(rhodococcusruber)的醇脱氢酶adh9,氨基酸序列的accessionnumber为q8klt9;
(a10)来源于高加索酸奶乳杆菌(lactobacilluskefiridsm20587)的醇脱氢酶adh10,氨基酸序列的accessionnumber为aap94029.1;
(a11)来源于威吉利热厌氧杆菌(thermoanaerobacterwiegeliirt8.b1)的醇脱氢酶adh11,氨基酸序列的accessionnumber为aem77517.1;
(a12)来源于乳杆菌(lactobacilluszymaedsm19395)的醇脱氢酶adh12,氨基酸序列的accessionnumber为krl08675.1;
(a13)来源于酒球菌(oenococcusalcoholitolerans)的醇脱氢酶adh13,氨基酸序列的accessionnumber为kgo31568.1;
(a14)来源于愈伤热球菌(thermococcusguaymasensis)的醇脱氢酶adh14,氨基酸序列的accessionnumber为adv18977.1;
(a15)来源于肉毒梭菌(clostridiumbotulinum)的醇脱氢酶adh15,氨基酸序列的accessionnumber为wp_003399463.1;
(a16)来源于致黑脱硫肠状菌(desulfotomaculumnigrificans)的醇脱氢酶adh16,氨基酸序列的accessionnumber为wp_003542410.1;
(a17)来源于一氧化碳嗜热窦菌(thermosinuscarboxydivorans)的醇脱氢酶adh17,氨基酸序列的accessionnumber为wp_007290608.1;
(a18)来源于烷嗜热厌氧杆菌(thermoanaerobactermathranii)的醇脱氢酶adh18,氨基酸序列的accessionnumber为wp_013150923.1;
(a19)来源于梭菌属(clostridium)的醇脱氢酶adh19,氨基酸序列的accessionnumber为wp_013239134.1;
(a20)来源于厚壁菌门细菌(firmicutesbacteriumcag:137)的醇脱氢酶adh20,氨基酸序列的accessionnumber为cdb31037.1;
(a21)来源于拜氏梭菌(clostridiumbeijerinckii)的醇脱氢酶adh21,氨基酸序列的accessionnumber为wp_026889046.1;
(a22)来源于梭菌属(clostridium)的醇脱氢酶adh22,氨基酸序列的accessionnumber为wp_039771361.1;
(a23)来源于乙草甲烷菌(methanosarcinaacetivorans)的醇脱氢酶adh23,氨基酸序列的accessionnumber为wp_048065256.1;
(a24)来源于淡色甲烷菌(methanosarcinalacustris)的醇脱氢酶adh24,氨基酸序列的accessionnumber为wp_048125376.1;
(a25)来源于甲烷八叠球菌(methanosarcinathermophila)的醇脱氢酶adh25,氨基酸序列的accessionnumber为wp_048166386.1;
(a26)来源于西洋甲烷菌(methanosarcinasiciliae)的醇脱氢酶adh26,氨基酸序列的accessionnumber为wp_048172170.1;
(a27)来源于德氏葡萄球菌(desnuesiellamassiliensis)的醇脱氢酶adh27,氨基酸序列的accessionnumber为wp_055668884.1;
(a28)来源于卡尔德氏杆菌(caldanaerobactersubterraneus)的醇脱氢酶adh28,氨基酸序列的accessionnumber为kuk09008.1;
(a29)来源于钟氏梭菌(clostridiumljungdahlii)的醇脱氢酶adh29,氨基酸序列的accessionnumber为wp_063556461.1;
(a30)来源于拜氏梭菌(clostridiumbeijerinckii)的醇脱氢酶adh30,氨基酸序列的accessionnumber为wp_065417405.1;
(a31)来源于未培养梭菌(unculturedclostridiumsp.)的醇脱氢酶adh31,氨基酸序列的accessionnumber为sci81347.1;
(a32)来源于丝状孢子梭菌(clostridiumtaeniosporum)的醇脱氢酶adh32,氨基酸序列的accessionnumber为wp_069679756.1;
(a33)来源于脱硫弧菌(desulfovibriolitoralis)的醇脱氢酶adh33,氨基酸序列的accessionnumber为wp_072695399.1;
(a34)来源于脱硫肠状菌(desulfotomaculumputei)的醇脱氢酶adh34,氨基酸序列的accessionnumber为wp_073236284.1;
(a35)来源于拜氏梭菌(clostridiumbeijerinckii)的醇脱氢酶adh35,氨基酸序列的accessionnumber为wp_077844196.1;
(a36)来源于梭状芽胞杆菌(clostridiumpuniceum)的醇脱氢酶adh36,氨基酸序列的accessionnumber为wp_077846831.1;
(a37)来源于二醇梭菌(clostridiumdiolis)的醇脱氢酶adh37,氨基酸序列的accessionnumber为wp_087701616.1;
(a38)来源于匙形梭菌(clostridiumcochlearium)的醇脱氢酶adh38,氨基酸序列的accessionnumber为wp_089865926.1;
(a39)来源于笃斯梭菌(clostridiumuliginosum)的醇脱氢酶adh39,氨基酸序列的accessionnumber为wp_090093236.1;
(a40)来源于梭菌属细菌(clostridialesbacteriumsk-y3)的醇脱氢酶adh40,氨基酸序列的accessionnumber为wp_094550774.1;
(a41)来源于近平滑假丝酵母(clostridiumbotulinum)的醇脱氢酶adh41,氨基酸序列的accessionnumber为wp_096043277.1;
(a42)在(a1)-(a41)中任一所限定的蛋白质的n端和/或c端连接标签后得到的融合蛋白;
所述胺脱氢酶为如下(b1)-(b10)中任一:
(b1)来源于嗜热脂肪土芽孢杆菌(geobacillusstereothermophilus)的胺脱氢酶amdh1,氨基酸序列为seqidno.1;
(b2)来源于嗜热脂肪芽孢杆菌(bacillusstereothermophilus)的胺脱氢酶amdh2,氨基酸序列为seqidno.2;
(b3)来源于嗜冷芽孢八叠球菌(sporosarcinapsychrophila)的胺脱氢酶amdh3,氨基酸序列为seqidno.3;
(b4)来源于球形赖氨酸芽孢杆菌(lysinibacillussphaericus)的胺脱氢酶amdh4,氨基酸序列为seqidno.4;
(b5)来源于西伯利亚微杆菌(exiguobacteriumsibiricum)的胺脱氢酶的胺脱氢酶amdh5,氨基酸序列为seqidno.5;
(b6)来源于普通高温放线菌(thermoactinomycesintermedius)的胺脱氢酶amdh6,氨基酸序列为seqidno.6;
(b7)来源于温泉热碱芽孢杆菌(caldalkalibacillusthermarum)的胺脱氢酶amdh7,氨基酸序列为seqidno.7;
(b8)来源于糖莱斯氏菌(laceyellasacchari)的胺脱氢酶amdh8,氨基酸序列为seqidno.8;
(b9)来源于栗褐芽孢杆菌(bacillusbadius)的胺脱氢酶amdh9,氨基酸序列为seqidno.9;
(b10)在(b1)-(b9)中任一所限定的蛋白质的n端和/或c端连接标签后得到的融合蛋白;
所述胺脱氢酶的突变体为(c1)或(c2):
(c1)将seqidno.3所示的胺脱氢酶amdh3的第114位和第291位依次突变为缬氨酸残基和半胱氨酸残基;
(c2)将seqidno.3所示的胺脱氢酶amdh3的第111位、第114位、第294位依次突变为苯丙氨酸残基、缬氨酸残基和半胱氨酸残基。
4.如权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于:所述酶a和所述酶b均是以粗酶液、粗酶粉、纯酶或全细胞的形式发生催化作用的。
5.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于:所述经酶a和酶b催化反应为经酶a和酶b共表达全细胞催化反应。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于:
所述粗酶液、粗酶粉和纯酶均按照包括如下步骤的方法制备得到:在宿主细胞中表达所述酶a和/或所述酶b,得到重组细胞;裂解所述重组细胞获得所述粗酶液、粗酶粉或纯酶;
进一步,所述全细胞均按照包括如下步骤的方法制备得到:在宿主细胞中表达所述酶a和/或所述酶b,得到的重组细胞即为所述全细胞;
再进一步,所述重组细胞是按照包括如下步骤的方法制备获得的:向所述宿主细胞到导入能够表达所述酶a和/或所述酶b的核酸分子,经诱导培养后获得表达所述酶a和/或所述酶b的所述重组细胞;
更进一步,所述“能够表达所述酶a和/或所述酶b的核酸分子”是通过重组载体的形式导入到所述宿主细胞中的;所述重组载体为携带有所述酶a和/或所述酶b的编码基因的细菌质粒、噬菌体、酵母质粒或逆转录病毒包装质粒;
和/或所述宿主细胞为原核细胞或低等真核细胞;
具体的,所述原核细胞为细菌;所述低等真核细胞为酵母细胞;
更加具体的,所述细菌为大肠杆菌。
7.如权利要求1至6任一所述的方法,其特征在于:
所述催化反应的温度为25~40℃;
所述催化反应的时间为4~48h。
8.如权利要求1至7任一所述的方法,其特征在于:
当所述酶a以全细胞、粗酶液、粗酶粉或纯酶的形式进行步骤(a)时,催化反应在如下(d1)所示缓冲液中进行;
当所述酶b以全细胞、粗酶液、粗酶粉或纯酶的形式进行步骤(b)时,催化反应在如下(d2)所示缓冲液中进行;
当酶a和酶b共表达全细胞催化反应时,催化反应在如下(d2)所示缓冲液中进行;
(d1)浓度为50~100mm,ph值为6.5~8.5的磷酸盐缓冲液;
(d2)浓度为50mm~4m,ph值为7.0~9.5的氯化铵/氨水缓冲液。
9.酶系统或其相关产品,其特征在于:所述酶系统包括权利要求1至8中任一所述酶a和所述酶b;
所述相关产品为能够表达所述酶系统中各酶的核酸分子,或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。
10.权利要求9所述的酶系统或其相关产品在合成手性(r)-3-氨基-1-丁醇中的应用。