二氢乳清酸酶在降低嘌呤含量中的应用

本发明属于酶工程，具体涉及二氢乳清酸酶在降低嘌呤含量中的应用。

背景技术：

1、嘌呤是一类含氮的杂环芳香化合物，主要包括腺嘌呤、鸟嘌呤和两种次生代谢产物次黄嘌呤和黄嘌呤，它们在人体中最终代谢成为尿酸。体内嘌呤代谢异常，会引起一种体内血尿酸含量高于正常值的异常状态，即高尿酸血症，进而引发痛风。近年来我国高尿酸血症患病率持续上升，患者年轻化，且通常与各种疾病之间存在紧密关联，如慢性肾脏疾病，牙周炎，心力衰竭，心血管疾病，高血压，糖尿病等。

2、食物中嘌呤含量过高，是血清尿酸水平迅速升高和痛风发作的一个原因，因此降低食品中嘌呤的含量是必要的，食品中嘌呤的脱除方法有吸附法，超声波法、外加酶法和微生物法等，其中，利用外加酶法脱除食品中的嘌呤不仅具有专一、高效等优点，将其添加至香料混合物中，还可以实现在食品制备过程中脱除嘌呤，具有广阔的应用前景。

3、然而，目前关于嘌呤降解酶的研究较少，主要是通过在体外重构嘌呤代谢途径，降低食品中嘌呤的含量。

4、二氢乳清酸酶(dhoase)属于环酰胺水解酶类中的一种，例如pdb数据库中编号为1j79的结构，是由x射线衍射分析获得，分辨率为1.70埃，分子量为78.42kda，序列长度347。其在生物合成途径中催化n-氨基甲酰-l-天冬氨酸可逆环化为l-二氢乳清酸，是嘧啶生物合成的第三步。酸性条件下，该酶有利于n-氨基甲酰-l-天冬氨酸脱水形成l-二氢乳清酸，而在碱性条件下，该酶有利于l-二氢乳清酸水解开环形成n-氨基甲酰-l-天冬氨酸。在不同的生物(细菌、真菌、高等植物和哺乳动物)中，二氢乳清酸酶在结构和功能上都有很大的不同，可能与进化和基因融合有关。在高等真核生物中，二氢乳清酸酶存在于一个大的多功能蛋白(cad)中，该多功能蛋白也含有氨基甲酰磷酸合成酶(cpsase)和天冬氨酸转氨甲酰酶(atcase)催化活性，催化从头合成嘧啶途径的前三个反应。而在大多数原核生物中，cpsase、atcase和dhoase分别表达并独立发挥作用，dhoase是一种同源二聚体和单功能酶。

5、尚未有报道二氢乳清酸酶在嘌呤降解中发挥催化活性。

技术实现思路

1、针对上述现有缺陷，本发明的目的之一是提供二氢乳清酸酶在降低嘌呤含量方面的应用，目的在于利用二氢乳清酸酶降低嘌呤含量，解决食品中嘌呤含量过高，高尿酸血症及痛风患者饮食受限的问题。

2、所述应用中，所述嘌呤具体可为食品中嘌呤；

3、所述嘌呤具体可为鸟嘌呤。

4、本发明的另一目的是提供一种降低食品中嘌呤含量的方法。

5、本发明所提供的降低食品中嘌呤含量的方法，包括如下步骤：

6、利用基因工程实现二氢乳清酸酶的表达，改变酶促反应条件，使食品中嘌呤含量下降。

7、上述方法中，所述嘌呤具体可为鸟嘌呤；

8、所述酶促反应条件包括催化剂种类、催化剂浓度、反应ph和反应温度；

9、进一步地，所述催化剂种类包括zn2+、na+、k+、mg2+、fe3+、ca2+、cu2+中至少一种；

10、进一步地，所述催化剂浓度为0.05-5mm，具体可为0.05、0.5、5、10、50mm；

11、进一步地，所述反应ph为7.0-10.0；

12、进一步地，所述反应温度为20-45℃；

13、所述二氢乳清酸酶的酶活为789.8u/ml。

14、上述方法的操作为：在反应温度下，将鸟嘌呤或含有鸟嘌呤的食品置于含有催化剂的含有所述二氢乳清酸酶的碱性反应体系中，进行反应，即可。

15、其中，所述催化剂为zn2+、na+、k+、mg2+、fe3+、ca2+、cu2+中至少一种；所述催化剂的浓度为0.05-5mm，具体可为0.05-2mm；所述碱性反应体系的ph为7.0-10.0，具体可为7.5-8.5；所述反应温度为20-45℃，具体可为20-30℃，更具体可为25℃。

16、所述碱性反应体系中，二氢乳清酸酶的酶活为50-200u/ml，鸟嘌呤的浓度为5-200mg/l。

17、二氢乳清酸酶及上述降低嘌呤含量的方法在制备低嘌呤食品中的应用也属于本发明的保护范围。

18、所述嘌呤具体可为鸟嘌呤。

19、本发明具有以下优点：

20、本发明发现二氢乳清酸酶具有新的功能，除在嘧啶生物合成途径中发挥作用，其可以在特定的反应条件下降低鸟嘌呤的含量，将其应用至食品加工领域，可制备低嘌呤营养健康食品，为酶法脱除食品中嘌呤提供补充，从而实现高尿酸血症和痛风的个性化饮食控制。

21、本发明研究了二氢乳清酸酶降解嘌呤的活性，可以为食品酶法降嘌呤提供补充，解决多酶复合体中不同组分酶之间动力学不相容性的问题，为低嘌呤食品的开发奠定基础。

技术特征：

1.二氢乳清酸酶在降低嘌呤含量中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用中，所述嘌呤为食品中嘌呤；

3.一种降低食品中嘌呤含量的方法，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酶促反应条件包括催化剂种类、催化剂浓度、反应ph和反应温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化剂种类包括zn2+、na+、k+、mg2+、fe3+、ca2+、cu2+中至少一种；

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二氢乳清酸酶的酶活为789.8u/ml。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法的操作为：在反应温度下，将鸟嘌呤或含有鸟嘌呤的食品置于含有催化剂的含有所述二氢乳清酸酶的碱性反应体系中，进行反应，即可。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碱性反应体系中，二氢乳清酸酶的酶活为50-200u/ml，鸟嘌呤的浓度为5-200mg/l。

9.二氢乳清酸酶或权利要求3-8中任一项所述降低食品中嘌呤含量的方法在制备低嘌呤食品中的应用。

技术总结本发明属于酶工程技术领域，公开了二氢乳清酸酶在降低嘌呤含量中的应用。二氢乳清酸酶在特定的反应条件下，可以实现鸟嘌呤的降解。所述反应条件包括反应pH、反应温度、催化剂的种类及其浓度。当它应用于鸟嘌呤降解时，反应pH为7.0‑10.0，催化剂为金属离子(Zn<supgt;2+</supgt;)，浓度为0.05‑5mM，所述反应温度为20‑45℃。利用本发明提供的酶反应条件对嘌呤底物进行催化反应，可以实现鸟嘌呤的降解，本发明为酶法制备低嘌呤食品奠定基础。技术研发人员：孟祥红,刘瑜,王睿受保护的技术使用者：中国海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16