一种酰化酶的突变体及其在合成辛酰基类氨基酸化合物中的应用的制作方法

本发明属于生物，涉及一种酰化酶的突变体及其在辛酰基类氨基酸化合物中的应用。

背景技术：

1、随着人们越来越关注各类产品的安全性、温和性以及对环境保护要求的提高，研究并开发多功能高质量的环境友好表面活性剂已成为表面活性剂工业的主要方向，生物表面活性剂以及以生物技术得到原材料来合成表面活性剂都是对环境友好的表面活性剂，氨基酸表面活性剂就是属于以生物物质为基础的表面活性剂，氨基酸型表面活性剂因其具有的优良表面性能越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛。

2、辛酰基丙氨酸钠是一种典型的绿色表面活性剂，具有来源天然、表面性能好、刺激性低、复配性好和生物降解性好等优点，近年来被越来越多的应用于日用化学品、纺织助剂、农业助剂及生物医药等多种生产生活领域。相比传统表面活性剂，氨基酸类表面活性剂具有更低的刺激性和毒性，对皮肤温和，未发现过敏性和毒性，通过细胞毒性测试，显示出较高的安全性。然而，辛酰基丙氨酸钠又可以经辛酰基丙氨酸皂化而成。

3、n-酰基氨基酸盐的合成方法主要有化学法、酶法、化学-酶法以及发酵法，酶法、发酵法等依赖于生物技术的发展，化学法仍是主要研究方向。化学法除传统的肖顿-鲍曼缩合工艺外，目前较为关的有酯类化合物如油脂或甲酯酰胺化合成，转化率较低及未反应物的移除问题使得该法暂未推广。

4、受限于酶的高成本和生物法普遍存在的产率偏低的问题，限制了酶法合成辛酰基丙氨酸，实现产业化生产的重大阻碍。酰化酶具有合成辛酰基丙氨酸的活性。故提高酰化酶合成活性，是实现辛酰基丙氨酸的工业化生产的最佳方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种催化活性显著提高的酰化酶突变体，并提供所述酰化酶在合成辛酰基丙氨酸方面的应用。

2、本发明首先提供一种植物来源酰化酶的突变体，其在氨基酸序列如seq id no.1所示的基础上存在y50f、e151p、t216a、y50f/e151p、y50f/t216a、e151p/t216a或y50f/e151p/t216a的突变。

3、本发明进而提供编码所述酰化酶的突变体的核酸。

4、本发明进一步提供含有所述的核酸的重组表达载体，具体以pet载体为框架。

5、本发明还提供含有所述的核酸、或所述的重组表达载体的基因工程菌。优选地，所述的基因工程菌是大肠杆菌。

6、本发明还提供所述酰化酶的突变体，或其编码核酸在制备辛酰基类氨基酸化合物中的应用，所述应用具体是在催化辛酸转化为辛酰基丙氨酸的应用。

7、本发明还提供一种辛酰基类氨基酸化合物的制备方法，其包括以所述的基因工程菌为全细胞催化剂，以辛酸、氨基酸为底物，催化合成辛酰基类氨基酸化合物。

8、具体地，所述方法包括以下步骤：将发酵培养的菌液进行离心，弃上清液，收集沉淀，即获得湿菌体；

9、所述氨基酸选自甘氨酸、精氨酸、谷氨酸、赖氨酸、丙氨酸；

10、优选地，催化反应中，由湿菌体用量为5-30g/l，辛酸浓度为1.44-72g/l，60%-100%饱和氨基酸溶液，ph5.5～8.5磷酸盐缓冲液作为反应介质构成反应体系；

11、反应条件为：温度35-65℃，转速100-1000rpm。

12、更优选地，以ph6.0-8.0磷酸盐缓冲液为反应介质构成反应体系，在温度45-65℃，转速300-800rpm的条件下进行生物催化反应20-28h。

13、本发明提供了一种植物来源的酰化酶的突变体，其催化活性相对于野生型酰化酶有显著提高。以含有所述酰化酶的突变体编码基因的重组菌经发酵培养获得的湿菌体作为生物催化剂，以辛酸、氨基酸为底物，可以催化合成辛酰基丙类氨基酸化合物的表面活性剂，且反应的温度与酸碱度条件易于实现，具有很高的生产应用价值。

技术特征：

1.一种酰化酶的突变体，其特征在于，其在氨基酸序列如seq id no.1所示的基础上存在y50f、e151p、t216a、y50f/e151p、y50f/t216a、e151p/t216a或y50f/e151p/t216a的突变。

2.编码如权利要求1所述酰化酶的突变体的核酸。

3.含有如权利要求2所述的核酸的重组表达载体。

4.如权利要求3所述的重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体以pet载体为框架。

5.含有如权利要求2所述的核酸、或如权利要求3或4所述的重组表达载体的基因工程菌。

6.如权利要求5所述的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌为大肠杆菌。

7.如权利要求1所述酰化酶的突变体，或其编码核酸在制备辛酰基类氨基酸化合物中的应用，其特征在于，所述应用是催化辛酸转化为辛酰基丙氨酸。

8.一种辛酰基类氨基酸化合物的制备方法，其特征在于，包括以如权利要求5或6所述的基因工程菌为全细胞催化剂，以辛酸、氨基酸为底物，催化合成辛酰类氨基酸化合物。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将发酵培养的菌液进行离心，弃上清液，收集沉淀，即获得湿菌体。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述氨基酸选自甘氨酸、精氨酸、谷氨酸、赖氨酸、丙氨酸。

11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述催化的反应体系为：湿菌体用量5-30g/l，辛酸浓度1.44-72g/l，60%-100%饱和氨基酸溶液，ph6.0-8.0磷酸盐缓冲液作为反应介质；反应条件为：温度35-65℃，转速100-1000rpm的条件下进行生物催化反应20-28h。

技术总结
本发明公开了一种酰化酶的突变体及其在合成辛酰基类氨基酸化合物中的应用。所述酰化酶突变体的氨基酸序列由如SEQ ID NO:1所示序列经Y50F、E151P、T216A中至少一种突变得到，其催化活性相对于野生型酰化酶有显著提高。以含有所述酰化酶的突变体编码基因的重组菌经发酵培养获得的湿菌体作为生物催化剂，以辛酸、氨基酸为底物，可以合成辛酰基丙氨酸表面活性剂的应用，具有很高的生产应用价值。

技术研发人员：孟翔宇,潘硕,毕悦欣,何利中
受保护的技术使用者：百葵锐（天津）生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19