一种源于黑曲霉菌的高产特异性功能低聚肽的酶及其工程菌

20230925

农、林、牧、渔业

米糠蛋白支链氨基酸的结构分析表明，米糠蛋白比玉米和大豆蛋白含有更多的异亮氨酸和缬氨酸，且米糠蛋白比大豆蛋白含有更多的亮氨酸。米糠蛋白比玉米和大豆蛋白含有更多的酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸。此外米糠蛋白是一种廉价且容易获得的蛋白质。它是目前最便宜的植物蛋白之一，在低过敏性方面也优于其他谷物蛋白。米糠富含高质量的植物蛋白，其必需氨基酸的平衡组成与粮农组织/世界卫生组织推荐的方案相似。因此，米糠蛋白是一种具有高发展潜力的原料。目前国内外制取功能性多肽分离提取天然活性肽法具有高效、低毒、无污染等特点，但是在生物体内生物活性肽的含量一般是极其微量的，且目前从生物体中直接分离提取活性肽的成本较高、效率低。化学合成法的研究目前尚不成熟，存在合成序列短、成本高及毒性大等缺点。与以上方法相比，酶水解法具有较大的优势。酶法制备生物活性肽是以动植物来源的蛋白质为底物，利用蛋白酶在适宜的条件下将其水解，经分离纯化获得生物活性肽的过程。该法作为目前生产活性肽的主要方法，具有成本低，生产条件温和等特点，而且获得的活性肽安全性高、溶解性好、稳定性及功能特异性良好。且我国每年有数千万吨低值副产物蛋白资源未被充分利用，国内外用于生产高F值低聚肽的原料来源十分广泛。技术利用碱法提取米糠蛋白，并采取两步酶解法以米糠蛋白为原料制备高F值低聚肽。在酶解过程中设置不同的酶组合，利用源于绿僵菌的胰凝乳蛋白酶和源于米曲霉M30011 的肽酶组合，并与目前商业的非特异性的碱性蛋白酶、非特异性的双酶风味蛋白酶等商业蛋白酶解技术进行比较。结果表明利用特异性靶向酶解技术的组合，米糠蛋白制备的低聚肽F值为44.92，比非特异性酶组合高60.37%。目前已经出于小试阶段，技术成熟度高，转化应用可行性强。

转化合作由专利一方提供技术支持和知识产权许可，合作企业方提供生产和销售能力，共同开展业务。与该成果转化需求相应的场地需求面积，具体需求双方协商。具备技术生产所需的原料预处理，酶解，精制分离，浓缩干燥和包装等基本设备，技术转化方可提供生产线布局，设备选型的服务需求。与该成果转化需求相应的人员需求，具体需求双方协商。技术转化方可提供人员的规划，人员技术培训等相关服务需求。 技术采用本实验室保藏一株米曲霉（Aspergillus oryzae）M30011所产的羧肽酶（Carboxypeptidase），利用蛋白质工程技术（包括靶向诱变和分子对接）获得了特异性识别芳香族氨基酸的丝氨酸羧肽酶，用于靶向酶解米糠蛋白。技术利用碱法提取米糠蛋白，并采取两步酶解法以米糠蛋白为原料制备高F值低聚肽。在酶解过程中过程中设置不同的酶组合，利用源于绿僵菌的胰凝乳蛋白酶和源于米曲霉M30011 的肽酶组合，并与目前商业的非特异性的碱性蛋白酶、非特异性的双酶风味蛋白酶等商业蛋白酶解技术进行比较。结果表明利用特异性靶向酶解技术的组合，米糠蛋白制备的低聚肽F值为44.92，比非特异性酶组合高60.37%。技术以米糠为原料靶向酶解生产高F值低聚肽，酶解产物中有效成分含量高，有利于提高产品F值,降低酶法生产成本,减少后期纯化过程中的能耗,降低环境污染,实现高效制备高F值低聚肽的工业化生产应用。

可国（境）内外转让

近年来，一些功能性低聚肽，尤其是低分子量的活性肽在当前食品科学界受到了高度关注并成为热门的研究课题之一。现代社会中，由疲劳亚健康引起的慢性疾病已成为威胁中国居民健康的主要疾病。高F值低聚肽对其具有较好的调节作用。大量的低值蛋白质资源，并没有得到充分利用。因此，利用低值蛋白质资源，通过酶法靶向制备高F值低聚肽具有重要的健康意义和经济效益。 技术通过构建对芳香族氨基酸具有较高特异性的突变酶及原酶用于制备高F值低聚肽。选择了粮油加工的副产物米糠来源的蛋白作为原料用于制备高F值低聚肽应用。米糠蛋白是一种廉价且容易获得的蛋白质，在低过敏性方面也优于其他谷物蛋白。米糠富含高质量的植物蛋白，其必需氨基酸的平衡组成与粮农组织/世界卫生组织推荐的方案相似，是一种具有高发展潜力的原料。它具有高蛋白含量，成本低，产量高等特点，在功能性食品开发中具有较好的前景。据不完全统计, 我国每年有类似加工副产物蛋白等数千万吨低值副产物蛋白资源未被充分利用。此前对其的利用主要生产饲料、肥料等低附加值产品，精深加工产品少，资源利用率低。综合开发利用这些低值蛋白资源制备功能性低聚肽可提高其营养价值与生物活性，极大提高资源的利用率，具有重要的经济与社会效益。

中关村“火花”活动--高校院所科技成果转化“先使用后付费”备案专利现代农业与节能环保领域项目路演对接会

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

随着人们生活水平的不断提高，人们的消费观念、饮食习惯、营养要求等都发生了巨大的转变，从简单的吃饱吃好到营养健康甚至防病治病。近年来，一些功能性低聚肽，尤其是低分子量的活性肽在当前食品科学界受到了高度关注并成为热门的研究课题之一。其中高F值低聚肽就是一种功能肽，由于其对疲劳导致的亚健康具有独特的调理功能，在食品和医药界受到了高度关注。高F值低聚肽是以蛋白质为原料，利用蛋白酶水解后生成的小分子活性肽，通常由2-10个氨基酸组成，其支链氨基酸与芳香族氨基酸的摩尔比大于20。米糠蛋白是稻谷加工中重要的副产品，大约占米糠总质量的12%-18%，是一种低成本植物蛋白。利用靶向酶解技术以粮油加工副产物进行酶解制备高F值低聚肽可以克服目前酶解技术水解局限性大，酶解过程中酶切专一性差，酶解效率低等问题，获得大量高F值低聚肽的产品。技术采用本实验室保藏一株米曲霉（Aspergillus oryzae）M30011所产的羧肽酶（Carboxypeptidase），利用蛋白质工程技术（包括靶向诱变和分子对接）获得了特异性识别芳香族氨基酸的丝氨酸羧肽酶，用于靶向酶解米糠蛋白。技术利用碱法提取米糠蛋白，并采取两步酶解法以米糠蛋白为原料制备高F值低聚肽。在酶解过程中过程中设置不同的酶组合，利用源于绿僵菌的胰凝乳蛋白酶和源于米曲霉M30011 的肽酶组合，并与目前商业的非特异性的碱性蛋白酶、非特异性的双酶风味蛋白酶等商业蛋白酶解技术进行比较。结果表明利用特异性靶向酶解技术的组合，米糠蛋白制备的低聚肽F值为44.92，比非特异性酶组合高60.37%。技术以米糠为原料靶向酶解生产高F值低聚肽，酶解产物中有效成分含量高，有利于提高产品F值,降低酶法生产成本,减少后期纯化过程中的能耗,降低环境污染,实现高效制备高F值低聚肽的工业化生产应用。