5-氨基戊酰胺和5-氨基戊酸的制备方法与流程
本发明属于生物，具体地，本发明涉及使用分子伴侣蛋白和赖氨酸2-单加氧酶(davb)制备5-氨基戊酰胺(5-avp)的方法，还涉及使用分子伴侣蛋白、davb和δ-氨基戊酰胺水解酶(dav111备5-氨基戊酸(5-ava)的方法。
背景技术：
1、5-氨基戊酰胺(5-avp)，英文名称为5-aminopentanamide，分子式c5h12n2o，分子量为116.16。是恶臭假单孢菌(pseudomonas putida)分解自身合成的赖氨酸时合成的一种小分子化合物。在恶臭假单孢菌中，生物合成的赖氨酸通过赖氨酸2-单加氧酶降解为5-氨基戊酰胺，进一步通过系列酶分别降解为5-氨基戊酸、戊二酸以及戊二醇等小分子化合物。因此，5-氨基戊酰胺是合成5-氨基戊酸、戊二酸、1，5-戊二醇以及δ-戊内酰胺和5-羟基戊酸等c5平台化学品的前体化合物。5-氨基戊酸(5-ava)，英文名称为5-aminovaleric acid，分子式c5h11no2，分子量为117.15。5-ava是一种生产尼龙5和尼龙6，5等新型生物材料的潜在原料，也可用于合成戊二酸、δ-戊内酰胺、1，5-戊二醇和5-羟基戊酸等c5平台化学品。
2、目前，生物基5-ava合成的方法主要包括两种：一种是通过从头合成，即通过基因工程菌将葡萄糖通过发酵的方式合成5-ava，该方法获得的5-ava产量较低，而且获得的发酵液成分复杂分离难度大，限制了工业化生产；另一种方法是通过赖氨酸细胞转化，即首先通过发酵获基因工程菌细胞，进一步通过在细胞反应体系中加入底物赖氨酸，通过转化合成5-ava。在恶臭假单孢菌中，合成的赖氨酸通过赖氨酸2-单加氧酶和δ-戊酰胺水解酶降解为5-ava(参见图1)。首先，赖氨酸经赖氨酸2-单加氧酶催化形成中间产物5-氨基戊酰胺。revelles等人在恶臭假单胞菌(pseudomonas putida)中鉴别出了编码赖氨酸2-单加氧酶的基因，并将其称为davb(revelles et al.，j.bacteriol.187：7500-7510(2005))。然后，5-氨基戊酰胺经δ-氨基戊酰胺水解酶催化形成5-氨基戊酸。revelles等人在恶臭假单胞菌(pseudomonas putida)中鉴别出了编码δ-氨基戊酰胺水解酶的基因，并将其称为dava(revelles et al.，j.bacteriol.187：7500-7510(2005))。
3、目前仍需寻求能提高5-氨基戊酰胺、5-氨基戊酸或5-氨基戊酸盐产量的制备方法。
4、发明简述
5、在一个方面，本申请提供了一种制备5-氨基戊酰胺(5-avp)的方法，所述方法包括：
6、(i)将包含分子伴侣蛋白和赖氨酸2-单加氧酶(davb)的组合与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应；或者
7、(ii)将编码分子伴侣蛋白和赖氨酸2-单加氧酶的核酸分子在适合的蛋白表达系统中表达，并与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应；或者
8、(iii)将包含编码分子伴侣蛋白和赖氨酸2-单加氧酶的核酸分子的重组载体在适合的蛋白表达系统中表达，并与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应。
9、在另一个方面，本申请提供了一种制备5-氨基戊酸(5-ava)的方法，所述方法包括：
10、(i)将包含分子伴侣蛋白、赖氨酸2-单加氧酶(davb)和δ-氨基戊酰胺水解酶(dava)的组合与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应；或者
11、(ii)将编码分子伴侣蛋白、赖氨酸2-单加氧酶和δ-氨基戊酰胺水解酶的核酸分子在适合的蛋白表达系统中表达，并与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应；或者
12、(iii)将包含编码分子伴侣蛋白、赖氨酸2-单加氧酶和δ-氨基戊酰胺水解酶的核酸分子的重组载体在适合的蛋白表达系统中表达，并与赖氨酸或赖氨酸盐混合进行酶促反应。
13、在另一个方面，本申请提供了一种组合，其包含：(a)分子伴侣蛋白；和(b)赖氨酸2-单加氧酶。
14、在另一个方面，本申请提供了一种核酸分子，其包含：(a)编码分子伴侣蛋白的第一多核苷酸序列；和(b)编码赖氨酸2-单加氧酶的第二多核苷酸序列。
15、在另一个方面，本申请提供了一种重组载体，其包含根据本申请所述的核酸分子。
16、在另一个方面，本申请提供了一种蛋白表达系统，其包含根据本申请所述的重组载体或者将根据本申请所述的核酸分子整合至宿主基因组中。
技术实现思路
技术特征：
1.一种制备5-氨基戊酰胺(5-avp)的方法，所述方法包括：
2.一种制备5-氨基戊酸(5-ava)的方法，所述方法包括：
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述分子伴侣蛋白选自下组：谷胱甘肽还原酶(gor)、蛋白质二硫键异构酶(dsbc)、二硫化物氧化还原酶(dsba)、核苷酸交换因子、硫氧还蛋白-1(trxa)、硫氧还原蛋白还原酶(trxb)、谷胱甘肽巯基转移酶(gst)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合进一步包含his短肽和/或fh8s5n10短肽；或者所述核酸分子进一步包含编码his短肽和/或fh8s5n10短肽的核酸分子；或者所述重组载体进一步包含编码his短肽和/或fh8s5n10短肽的核酸分子。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述核酸分子包含：(a)编码所述分子伴侣蛋白的第一多核苷酸序列；和(b)编码所述赖氨酸2-单加氧酶的第二多核苷酸序列。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述核酸分子进一步包含：(c)编码所述δ-氨基戊酰胺水解酶的第三多核苷酸序列。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述核酸分子进一步包含：(d)编码所述his短肽的第四多核苷酸序列，和/或(e)编码所述fh8s5n10短肽的第五多核苷酸序列。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述重组载体选自下组：
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述重组载体选自下组：
13.一种组合，其包含：(a)分子伴侣蛋白；和(b)赖氨酸2-单加氧酶。
14.根据权利要求13所述的组合，其进一步包含：(c)δ-氨基戊酰胺水解酶。
15.根据权利要求13或14所述的组合，其进一步包含：(d)his短肽，和/或(e)fh8s5n10短肽。
16.一种核酸分子，其包含：(a)编码分子伴侣蛋白的第一多核苷酸序列；和(b)编码赖氨酸2-单加氧酶的第二多核苷酸序列。
17.根据权利要求16所述的核酸分子，其进一步包含：(c)编码所述δ-氨基戊酰胺水解酶的第三多核苷酸序列。
18.根据权利要求16或17所述的核酸分子，其进一步包含：(d)编码his短肽的第四多核苷酸序列，和/或(e)编码fh8s5n10短肽的第五多核苷酸序列。
19.一种重组载体，其包含根据权利要求16至18中任一项所述的核酸分子。
20.一种蛋白表达系统，其包含根据权利要求19所述的重组载体或者将根据权利要求16至18中任一项所述的核酸分子整合至宿主基因组中。
技术总结
本申请提供了使用分子伴侣蛋白和L‑赖氨酸2‑单加氧酶(davB)制备5‑氨基戊酰胺(5‑AVP)的方法。本申请还提供了使用分子伴侣蛋白、davB和δ‑氨基戊酰胺水解酶(davA)制备5‑氨基戊酸(5‑AVA)的方法。
技术研发人员：刘海元,黄新,蒋泰隆,苏金环,徐正军,刘文杰
受保护的技术使用者：广安摩珈生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23