天津工生所发现新型L-阿拉伯糖异构酶
D-塔格糖是一种自然界中存量较少的六碳单糖，是D-半乳糖的一种同分异构体。由于美国食品和药品监督管理局(FDA)已经通过了对D-塔格糖的GRAS(一般认为安全)认证，目前普遍认为它是一种理想的蔗糖替代品。因为其甜度与蔗糖相当，高于甘露醇和山梨醇，而热量却只有1.5千卡/克(相当于蔗糖的30%)，除了可用作普通的食品调味料以外，D-塔格糖还是肥胖人群、Ⅱ型糖尿病、高血糖、贫血和血友病患者的理想糖代品。
以D-半乳糖为原料，利用L-阿拉伯糖异构酶(L-AI，EC5.3.1.4)可以体外合成D-塔格糖。然而，这个转化过程通常需要高温和碱性的反应环境，这又往往导致了褐化等副反应以及副产物的生成。此外，目前文献报道的L-AI都产自嗜热细菌，在食品行业里这些嗜热细菌以及它们的表达蛋白的应用会带来很多食品安全方面的顾虑。
中科院天津工业生物技术研究所孙媛霞课题组发现了一种新型的来源于Pediococcus pentosaceus PC-5的L-AI。一方面，这种L-AI来自于食品级的乳酸菌属，可安全地用于食品生产;另一方面，它能在酸性环境中工作，对减少副反应和副产物大有裨益，也从而减少了生产成本。研究者们克隆、表达并表征了这种新型的L-AI，结果显示，这种新型酶能在0.6mM Mn2+、0.8mM Co2+的作用下，在pH6.0和50℃的环境中反应24小时不失活，同时D-塔格糖的转化率高达52%。
该研究项目为国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目。研究结果发表在Microbiological Research上，第一作者是门燕和朱玥明。
图1 以廉价原料利用酶转化法生产D-塔格糖
图2 来源于戊糖片球菌的L-阿拉伯糖异构酶的空间结构
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