本申请涉及基因工程和酶工程领域,具体涉及一种甲硫氨酸腺苷转移酶突变体及其应用。
背景技术:
1、甲硫氨酸腺苷转移酶(mat)是一种以l-甲硫氨酸和atp为底物生成s-腺苷甲硫氨酸(sam)的酶,产物s-腺苷甲硫氨酸是一种多功能的生物分子,参与了许多细胞代谢过程,如转甲基、转硫、谷胱甘肽合成等。因此,甲硫氨酸腺苷转移酶在细胞的生长发育发挥着关键作用。
2、s-腺苷甲硫氨酸是一种重要的药物前体和营养补充剂,具有抗抑郁、抗氧化、抗炎等多种药理作用。目前,s-腺苷甲硫氨酸的工业生产主要依赖于化学合成或微生物发酵。然而,这些方法存在一些缺点,如低效率、高成本、高污染等。因此,利用甲硫氨酸腺苷转移酶作为一种高效、环保、可控的生物催化剂来合成s-腺苷甲硫氨酸是一种有吸引力的替代方案。以甲硫氨酸腺苷转移酶作为生物催化剂来合成s-腺苷甲硫氨酸的一个前提是具有良好的稳定性,目前利用重组大肠杆菌或酵母表达的甲硫氨酸腺苷转移酶稳定性不能完全达到要求,需要进行改进,提高其稳定性。
3、同型半胱氨酸(hcy)是一种与s-腺苷甲硫氨酸代谢相关的氨基酸,其含量与心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等疾病相关。同型半胱氨酸的水平是冠状动脉粥样硬化和心肌梗死的一个重要指标,它的含量的高低与这些疾病的严重程度成正比,也是诱发心血管疾病的一个因素,通过检测血液中同型半胱氨酸的水平,可以对这些疾病进行早期诊断或者监测。甲硫氨酸腺苷转移酶是临床用于检测同型半胱氨酸体系中的一个不可缺少的酶,与甲硫氨酸腺苷转移酶在s-腺苷甲硫氨酸的生产中存在同样的问题,稳定性不能完全达到要求,也需要对该酶进行稳定性的改造来适应检测同型半胱氨酸的需要。
4、甲硫氨酸腺苷转移酶是一种具有重要生理功能和应用潜力的酶。但是亟需解决其稳定性差的缺点,才能更好在s-腺苷甲硫氨酸的生产以及同型半胱氨酸的临床检测等实际应用中发挥作用。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,为解决现有技术中甲硫氨酸腺苷转移酶稳定性较差的技术问题,本发明的目的在于提供一种甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体及其用途,用于解决现有技术中的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本申请第一方面提供一种甲硫氨酸腺苷转移酶突变体,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸序列相对于野生型甲硫氨酸腺苷转移酶的氨基酸序列,其第94位、第124位、第140位、第172位和第225位中的一位或多位氨基酸发生突变,突变后的氨基酸选自缬氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸、丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、天冬酰胺、组氨酸或甲硫氨酸;野生型甲硫氨酸腺苷转移酶的氨基酸序列包括如seq idno:1所示的序列。
3、在本申请的一些实施方式中,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体与野生型甲硫氨酸腺苷转移酶相比,能够提高甲硫氨酸腺苷转移酶的稳定性,优选为能够提高大肠杆菌生产的甲硫氨酸腺苷转移酶的稳定性。
4、在本申请的一些实施方式中,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸序列,选自以下任一种:
5、1)第94位的丝氨酸突变为缬氨酸、苯丙氨酸、或甘氨酸;
6、2)第124位的苯丙氨酸突变为赖氨酸或丙氨酸;
7、3)第140位的苏氨酸突变为亮氨酸、精氨酸、或天冬酰胺;
8、4)第172位的谷氨酰胺突变为缬氨酸或组氨酸;
9、5)第225位的异亮氨酸突变为甲硫氨酸或缬氨酸。
10、在本申请的一些实施方式中,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸的序列包括如seq id no:2、seq id no:3、seq id no:4、seq id no:5、seq id no:6、seq id no:7、seq id no:8、seq id no:9、seq id no:10、seq id no:11、seq id no:12、或seq id no:13所示的序列。优选地,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸的序列如seq id no:6、seq id no:10、或seq id no:12所示。
11、本申请第二方面提供一种分离的多核苷酸,编码前述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体。
12、本申请第三方面提供一种构建体,含有前述的多核苷酸。
13、本申请第四方面提供一种宿主细胞,含有前述的构建体或基因组中整合有前述的多核苷酸。
14、本申请第五方面提供了一种甲硫氨酸腺苷转移酶的生产方法,包括适于上述甲硫氨酸腺苷转移酶突变体表达的条件下,培养宿主细胞获得所述甲硫氨酸腺苷转移酶。
15、本申请第六方面提供了前述的甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体、前述的核苷酸、前述的构建体、或前述的宿主细胞在制备检测产品和/或s-腺苷甲硫氨酸中的应用。
16、在本申请的一些实施方式中,检测产品为同型半胱氨酸检测产品。
17、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
18、通过对甲硫氨酸腺苷转移酶随机突变和饱和突变的方法获得了12种稳定性显著提高的突变体,其中3种稳定性提高超过50%,其余介于20%-50%之间。这些稳定性提高的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体有助于解决其实际应用过程中不稳定的问题
1.一种甲硫氨酸腺苷转移酶突变体,其特征在于,所述甲硫氨酸腺苷转移酶突变体的氨基酸序列相对于野生型甲硫氨酸腺苷转移酶的氨基酸序列,其第94位、第124位、第140位、第172位和第225位中的一位或多位氨基酸发生突变,突变后的氨基酸选自缬氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸、丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、天冬酰胺、组氨酸或甲硫氨酸;
2.如权利要求1所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体,其特征在于,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体与野生型甲硫氨酸腺苷转移酶相比,能够提高甲硫氨酸腺苷转移酶的稳定性,优选为能够提高大肠杆菌生产的甲硫氨酸腺苷转移酶的稳定性。
3.如权利要求1所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体,其特征在于,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸序列,选自以下任一种:
4.如权利要求3所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体,其特征在于,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸的序列包括如seq id no:2、seq id no:3、seq id no:4、seq idno:5、seq id no:6、seq id no:7、seq id no:8、seq id no:9、seq id no:10、seq id no:11、seq id no:12、或seq id no:13所示的序列;优选地,所述甲硫氨酸腺苷转移酶的突变体的氨基酸的序列如seq id no:6、seq id no:10、或seqid no:12所示。
5.一种分离的多核苷酸,其特征在于,编码如权利要求1~4任一项所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体。
6.一种构建体,其特征在于,含有如权利要求5所述的多核苷酸。
7.一种宿主细胞,其特征在于,含有如权利要求6所述的构建体或基因组中整合有如权利要求5所述的多核苷酸。
8.一种甲硫氨酸腺苷转移酶的生产方法,包括在适于权利要求1~4任一权利要求所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体表达的条件下,培养权利要求7所述的宿主细胞获得所述甲硫氨酸腺苷转移酶。
9.如权利要求1~4任一所述的甲硫氨酸腺苷转移酶突变体、如权利要求5所述的核苷酸、权利要求6所述的构建体、或权利要求7所述的宿主细胞在制备检测产品和/或s-腺苷甲硫氨酸中的应用。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述检测产品为同型半胱氨酸检测产品。