本项创新发明涉及一种高效催化活性的L-谷氨酰胺酶,该酶在模拟酱油发酵环境中显著提升L-谷氨酸的产量,属于生物技术范畴。该酶能够显著增加模拟酱油发酵体系中的L-谷氨酸含量,为传统L-谷氨酸生产提供新的生物技术解决方案。
背景技术
L-谷氨酰胺酶(EC 3.5.1.2)是一种酰胺基水解酶,催化L-谷氨酰胺的γ-酰胺键水解为L-谷氨酸和游离氨,在原核和真核生物中广泛分布。此外,一些L-谷氨酰胺酶还具有γ-谷氨酰基转移能力,其可催化羟胺、甲胺和乙胺作为受体分子的转移反应。L-谷氨酰胺酶在食品和医药领域具有巨大的应用潜力。在食品工业中,L-谷氨酰胺酶可用于酱油增鲜、合成茶氨酸、改善发酵食品和蛋白质水解产物的风味等。在医药领域中,L-谷氨酰胺酶可用于癌症的酶疗法,还具有抗病毒、抗菌和抗氧化活性等。此外,基于L-谷氨酰胺酶开发了用于检测L-谷氨酰胺水平的生物传感器,其存在较好的临床分析应用前景。因此,挖掘高活性的L-谷氨酰胺酶十分必要,成为当前的研究热点。
目前,研究者已经充分研究了米曲霉(Aspergillus oryzae)、芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、鲁氏酵母(Zygosaccharomyces rouxii)、隐球酵母(Cryptococcus)等来源的L-谷氨酰胺酶。根据目前的研究,现有的L-谷氨酰胺酶记录的放线菌L-谷氨酰胺酶最高比活性是来自Streptomyces canarius的132.2U/mg,记录的其它细菌L-谷氨酰胺酶最高比活性是来自Micrococcus luteus K-3的1230U/mg,记录的酵母L-谷氨酰胺酶最高比活性来自Debaryomyces spp.的1065U/mg,记录的其它真菌L-谷氨酰胺酶最高比活性来自Penicillium brevicompactum NRC 829的869U/mg。酱油的发酵生产常常处于高温(40-55℃),偏酸性(pH 5.0-7.0)和高盐浓度(13-20%)的环境中。现存的L-谷氨酰胺酶普遍酶活不高,因此需要采取更多手段方法来挖掘发现更多具有优良酶学性能的新酶,以作为应用于酱油发酵的候选酶。
实现思路