本申請大體涉及基因工程、酶工程和生物信息學(xué)領(lǐng)域；具體而言，本申請?zhí)峁┝诵碌奶墙到馔贰⑴c該通路的1,5-縮水糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶及它們的用途，特別是在合成1,2-丙二醇中的用途。

背景技術(shù)：

1、1,2-丙二醇主要用來生產(chǎn)涂料和不飽和聚酯樹脂，也可以用于生產(chǎn)增塑劑和液壓制動液。此外，1,2-丙二醇可以作為良好的溶劑，用于油墨和環(huán)氧樹脂制備等方面；可以用于非離子洗滌劑，起到酶穩(wěn)定劑和溶劑的作用；并且可以用作防凍劑以及在藥物、化妝品、動物食品和煙草工業(yè)中作為保濕劑。

2、常見的1,2-丙二醇生產(chǎn)技術(shù)包括環(huán)氧丙烷直接、間接水合法，丙烯直接催化氧化法，碳酸二甲酯(dmc)/丙二醇聯(lián)產(chǎn)法，然而這些方法往往需要復(fù)雜的化學(xué)裝置，耗費大量的原料及能源，產(chǎn)生副產(chǎn)物等，生產(chǎn)成本較高，原子經(jīng)濟性差。

3、鑒于1,2-丙二醇作為一種重要的工業(yè)原料，具有重要的價值和用途，對其合成路徑的研究具有重要的科研和工業(yè)應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

0、發(fā)明概述

1、第一方面，本申請?zhí)峁┝硕嚯模浒瑂eq?id?no:1或97所示的氨基酸序列或它們的功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性。

2、在第一方面的一些實施方案中，所述多肽包含seq?id?no:1所示的氨基酸序列或其功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水葡糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性。在一些實施方案中，其中所述多肽在空間構(gòu)象上具有如下定義的活性部位：所述活性部位包含空間構(gòu)象上相互靠近的、參照seq?id?no:1的h165、h282、s283、h334、c441、e443、r453、t455、l562、s662、i664和g786氨基酸殘基。

3、在第一方面的一些實施方案中，所述功能變體為seq?id?no:1所示的氨基酸序列的天然同工酶。

4、在第一方面的一些實施方案中，所述多肽包含seq?id?no:97所示的氨基酸序列或其功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水甘露醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性。在一些實施方案中，所述多肽在空間構(gòu)象上具有如下定義的活性部位：所述活性部位包含空間構(gòu)象上相互靠近的、參照seq?id?no:97的q162、h169、s277、s278、r323、f331、p335、c431、e433、d445、y628、v630和g752氨基酸殘基。

5、在第一方面的一些實施方案中，所述功能變體為seq?id?no:97所示的氨基酸序列的天然同工酶。

6、在第一方面的一些實施方案中，所述多肽的作用底物為1,5-縮水糖醇-6-磷酸。

7、在第一方面的一些實施方案中，所述功能變體為在seq?id?no:1或97所示的氨基酸序列或其天然同工酶的基礎(chǔ)上發(fā)生一個或多個氨基酸的插入、取代和/或缺失而產(chǎn)生的。

8、第二方面，本申請?zhí)峁┝撕怂岱肿樱渚幋a第一方面所述的多肽。

9、第三方面，本申請?zhí)峁┝吮磉_盒，其包含第二方面所述的核酸分子。

10、第四方面，本申請?zhí)峁┝吮磉_載體，其包含第二方面所述的核酸分子或第三方面所述的表達盒。

11、第五方面，本申請?zhí)峁┝怂拗骷?xì)胞，其包含第二方面所述的核酸分子、第三方面所述的表達盒或第四方面所述的表達載體。

12、在第五方面的一些實施方案中，所述宿主細(xì)胞能夠表達并產(chǎn)生：多肽，其包含seqid?no:1或97所示的氨基酸序列或它們的功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性。

13、在第五方面的一些實施方案中，所述宿主細(xì)胞還表達：激活酶、醛縮酶、羥基丙酮還原酶、和/或轉(zhuǎn)運復(fù)合體。

14、在第五方面的一些實施方案中，所述轉(zhuǎn)運復(fù)合體具有磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)轉(zhuǎn)運活性。

15、在第五方面的一些實施方案中，所述宿主細(xì)胞為真核細(xì)胞或原核細(xì)胞。

16、在第五方面的一些實施方案中，所述真核細(xì)胞為酵母細(xì)胞。

17、在第五方面的一些實施方案中，所述原核細(xì)胞選自埃希氏菌屬、克雷伯菌屬、鏈球菌屬、乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、擬桿菌門和厚壁菌門等。

18、第六方面，本申請?zhí)峁┝私M合物，其包含第一方面所述的多肽。

19、在第六方面的一些實施方案中，所述組合物用于催化1,5-縮水糖醇-6-磷酸生成1,2-丙二醇。

20、第七方面，本申請?zhí)峁┝说谝环矫嫠龅亩嚯?、第二方面所述的核酸分子、第三方面所述的表達盒、第四方面所述的表達載體、第五方面所述的宿主細(xì)胞在制備用于催化1,5-縮水糖醇-6-磷酸生成1,2-丙二醇的組合物中的用途。

21、第八方面，本申請?zhí)峁┝水a(chǎn)生1,2-丙二醇的方法，其包括在含有1,5-縮水糖醇的培養(yǎng)基中培養(yǎng)第五方面所述的宿主細(xì)胞，得到1,2-丙二醇。

22、第九方面，本申請?zhí)峁┝水a(chǎn)生1,2-丙二醇的方法，其包括使第六方面所述的組合物與1,5-縮水糖醇-6-磷酸接觸，得到1,2-丙二醇。

1.多肽，其包含seq?id?no:1或97所示的氨基酸序列或它們的功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性。

2.如權(quán)利要求1所述的多肽，所述多肽包含seq?id?no:1所示的氨基酸序列或其功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水葡糖醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性；

3.如權(quán)利要求2所述的多肽，其中所述功能變體為seq?id?no:1所示的氨基酸序列的天然同工酶；

4.如權(quán)利要求1所述的多肽，所述多肽包含seq?id?no:97所示的氨基酸序列或其功能變體，其中所述功能變體具有1,5-縮水甘露醇-6-磷酸異構(gòu)酶活性；

5.如權(quán)利要求4所述的多肽，其中所述功能變體為seq?id?no:97所示的氨基酸序列的天然同工酶；

6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的多肽，其作用底物為1,5-縮水糖醇-6-磷酸；優(yōu)選地，所述1,5-縮水糖醇-6-磷酸為1,5-縮水葡糖醇-6-磷酸或1,5-縮水甘露醇-6-磷酸。

7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的多肽，其中所述功能變體為在seq?id?no:1或97所示的氨基酸序列或其天然同工酶的基礎(chǔ)上發(fā)生一個或多個氨基酸的插入、取代和/或缺失而產(chǎn)生的，可選擇地，所述插入、取代和/或缺失不發(fā)生在活性部位。

8.核酸分子，其編碼權(quán)利要求1-7中任一項所述的多肽。

9.表達盒，其包含權(quán)利要求8所述的核酸分子。

10.表達載體，其包含權(quán)利要求8所述的核酸分子、或權(quán)利要求9所述的表達盒。

11.宿主細(xì)胞，其包含權(quán)利要求8所述的核酸分子、權(quán)利要求9所述的表達盒、或權(quán)利要求10所述的表達載體。

12.如權(quán)利要求11所述的宿主細(xì)胞，其還表達：激活酶、醛縮酶、羥基丙酮還原酶、和/或轉(zhuǎn)運復(fù)合體；

13.如權(quán)利要求12所述的宿主細(xì)胞，其中所述轉(zhuǎn)運復(fù)合體具有磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)轉(zhuǎn)運活性；優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)運復(fù)合體為磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)；更優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)運復(fù)合體包含seq?id?no:150-153中至少一項或其功能變體。

14.如權(quán)利要求11-13中任一項所述的宿主細(xì)胞，其為真核細(xì)胞或原核細(xì)胞；

15.組合物，其包含權(quán)利要求1-7中任一項所述的多肽；

16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其用于催化1,5-縮水糖醇-6-磷酸生成1,2-丙二醇；優(yōu)選地，所述1,5-縮水糖醇-6-磷酸為1,5-縮水葡糖醇-6-磷酸或1,5-縮水甘露醇-6-磷酸。

17.權(quán)利要求1-7中任一項所述的多肽、權(quán)利要求8所述的核酸分子、權(quán)利要求9所述的表達盒、權(quán)利要求10所述的表達載體、權(quán)利要求11-14中任一項所述的宿主細(xì)胞在制備用于催化1,5-縮水糖醇-6-磷酸生成1,2-丙二醇的組合物中的用途；優(yōu)選地，所述1,5-縮水糖醇-6-磷酸為1,5-縮水葡糖醇-6-磷酸或1,5-縮水甘露醇-6-磷酸。

18.產(chǎn)生1,2-丙二醇的方法，其包括在含有1,5-縮水糖醇的培養(yǎng)基中培養(yǎng)權(quán)利要求11-14中任一項所述宿主細(xì)胞，得到1,2-丙二醇；

19.產(chǎn)生1,2-丙二醇的方法，其包括使權(quán)利要求15或16所述的組合物與1,5-縮水糖醇-6-磷酸接觸，得到1,2-丙二醇；