本发明属于生物,具体地说,是关于一种产x-脯氨酰二肽基氨基肽酶(x-prolyl dipeptidyl aminopeptidase,pepx)的乳酸乳球菌及其所产的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶。
背景技术:
1、乳糜泻是由饮食中富含脯氨酸的麸质而引发的小肠炎症性疾病。麸质中15%的氨基酸为脯氨酸,脯氨酸占据了数种麸质免疫显性表位的核心区。胃蛋白酶和胰酶无法水解含有脯氨酸的肽键,麸质经消化后产生了很多携带显性抗原表位的肽段,被t细胞所识别,从而产生免疫反应,形成乳糜泻。小麦、黑麦或大麦的麸质是导致乳糜泄的主要原因,全球大约1~3%的人口受此影响。包括乳糜泄在内的麸质敏感相关疾病全球发病率占总人口的5~10%。传统上认为中国并不是乳糜泻高发地区,随着近年来中国人麸质食品(如使用高筋面粉为原料的焙烤食品等)消费量逐年增长,以及检测手段的改善,乳糜泻和麸质敏感在中国的发病率也不容更乐观。迄今为止,治疗乳糜泻的最有效方法是完全避免食用麸质。然而,坚持严格的无麸质饮食,对个人来说非常有挑战性。因此,在食品工业中用酶作为添加剂或加工助剂,来进行麸质脱毒,或作为非饮食性口服治疗方式,无疑成为无麸质饮食的最有效替代方法。然而,面筋蛋白质主要成分是麦胶蛋白和麦谷蛋白,都是不溶性蛋白。麦胶蛋白是醇溶性蛋白,麦谷蛋白溶于稀酸或稀碱,因而对蛋白酶的ph稳定性等应用特性具有特殊的要求。
2、x-脯氨酰二肽基氨基肽酶(x-prolyl-dipeptidyl aminopeptidase,pepx,ec3.4.14.11),属于丝氨酸蛋白酶s15家族,能够特异性识别pro-xaa位点的外肽酶,从肽的n末端释放c末端为脯氨酸的二肽。pepx首次被人们所认知源于对乳酸菌蛋白水解系统的研究:作为氨基酸营养缺陷型菌株,乳酸菌能够在牛奶中生长意味着需要通过水酪蛋白来获得细胞所必需的氨基酸,而酪蛋白是一种富含脯氨酸的蛋白质,因此可能存在对脯氨酸具有特异性识别的蛋白酶。1985年,casey和meyer首次报道了乳酸菌中pepx的存在。2002年rigolet等人通过多重同晶置换法,在分辨率下对乳酸乳球菌来源的pepx的结构进行了解析,获得了第一例pepx晶体结构(pdb id=1lns)。之后的20年里,陆续有多种来源的pepx被报道,如瑞士乳杆菌、嗜热链球菌、格氏乳杆菌、玉米黑粉菌、旧金山乳杆菌、清酒乳杆菌等。
3、近年来现代酶学技术的发展突飞猛进,酶制剂与生物催化的应用也越来越广泛,食源性生物活性肽逐渐成为热点话题,许多具有独特活性的肽段序列被发掘,如抗氧化肽、降血糖肽、抗菌肽等。其中血管紧张素转化酶(ace)抑制肽由于其结构与降血压的普利类药物相似(c-端为脯氨酸),并且安全无毒、无副作用,具有辅助治疗高血压的潜力。c-端为脯氨酸的活性肽对糖尿病药物靶点二肽基肽酶(dpp-iv)的抑制活性也具有显著的促进作用;近年来c-端为脯氨酸的活性肽还被发现具有激活脂肪细胞分化、抗炎症、调节血管内皮细胞的黏附等多种生理功能。然而,它们很难通过体内的酶对蛋白质进行消化而产生。因此,寻找到能够特异性识别脯氨酸位点的蛋白酶就能高效制备这些具有特殊结构的活性肽。
4、因此,如果能够利用高效稳定的pepx,对含有脯氨酸的面筋蛋白进行降解,实现麸质脱毒,同时大量获得具有c-端为脯氨酸的食源性活性肽,一举两得,具有重要的应用前景。
技术实现思路
1、本申请的发明人从乳酸菌菌种库中筛选得到了一种乳酸乳球菌(lactococcuslactis),其所产的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶(pepx)具有高酶活。
2、因此,本发明的第一个方面,提供了一种产x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3,所述乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3的保藏号为cctcc m 20231779。
3、本发明的第二个方面,提供了一种x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,所述x-脯氨酰二肽基氨基肽酶来源于上述的乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3。
4、进一步的,所述x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。
5、根据本发明的一个优选实施例,所述x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的第396位的谷氨酸进行了饱和突变。
6、优选的,所述突变子为e396i、e396h、e396s、e396y或e396l。
7、进一步优选的,所述突变子为e396i。
8、根据另一个优选实施例,所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶还包括e396i活性中心周围碱性氨基酸的突变,所述碱性氨基酸的突变为k189d、k189e、k590d、k590e或k648d。
9、优选的,所述碱性氨基酸的突变为k648d。
10、本发明的第三个方面,提供了编码上述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的基因序列。
11、进一步的,所述基因序列如seq id no.2所示。
12、本发明的第四个方面,提供了上述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的应用,用于水解富含脯氨酸的蛋白质生产血管紧张素转化酶抑制肽。
13、本发明的第五个方面,提供了上述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的另一个应用,用于水解麸质并生产血管紧张素转化酶抑制肽。
14、本发明具有以下有益效果:
15、1、本发明发现了具有产x-脯氨酰二肽基氨基肽酶(pepx)能力的乳酸乳球菌(lactococcus lactis),并且所产的pepx具有高酶活,应用前景广阔。
16、2、经过酶分子改造,获得了具有更高酶活的突变子,进一步拓展了其应用前景。
17、3、本发明获得的重组x-脯氨酰二肽基氨基肽酶pepxlcmy-3能够水解富含脯氨酸的蛋白质和麦醇溶蛋白,以生产血管紧张素转化酶抑制肽,可进一步应用于保健食品的开发。
1.一种产x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3,其特征在于,所述乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3的保藏号为cctcc m20231779。
2.一种x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,所述x-脯氨酰二肽基氨基肽酶来源于权利要求1所述的乳酸乳球菌(lactococcus lactis)my-3。
3.根据权利要求2所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,所述x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。
4.根据权利要求3所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,其第396位的谷氨酸进行了饱和突变。
5.根据权利要求4所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,所述突变子为e396i、e396h、e396s、e396y或e396l。
6.根据权利要求5所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,所述突变子为e396i。
7.根据权利要求6所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,还包括e396i活性中心周围碱性氨基酸的突变,所述碱性氨基酸的突变为k189d、k189e、k590d、k590e或k648d。
8.根据权利要求7所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶,其特征在于,所述碱性氨基酸的突变为k648d。
9.编码权利要求2~8中任一项所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的基因序列。
10.根据权利要求9所述的基因序列,其特征在于,所述基因序列如seq id no.2所示。
11.权利要求2~8中任一项所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的应用,其特征在于,用于水解富含脯氨酸的蛋白质生产血管紧张素转化酶抑制肽。
12.权利要求2~8中任一项所述的x-脯氨酰二肽基氨基肽酶的应用,其特征在于,用于水解麸质并生产血管紧张素转化酶抑制肽。
