【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一株酿酒酵母菌株及其在高效合成β-nmn上的应用，属于生物工程。
技术介绍
1、烟酰胺单核苷酸（nicotinamide mononucleotide，nmn）是广泛存在于人体和各种蔬菜水果中的一种天然活性单核苷酸，存在α和β两种形式，其中β-nmn为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的关键前体之一。
2、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，nad+）存在于所有活细胞中，对维持机体内上千种生物化学反应起着至关重要的作用。在许多关键的生物学反应中起着作用，例如在细胞能量传递过程中作为电子载体参与呼吸链的电子传递，帮助细胞生成atp，还作为parp（聚adp-核糖聚合酶）家族酶的底物去修复dna损伤和维持基因组的稳定。此外，其衍生物如二磷酸核糖（adpr）和循环adp-核糖（cadpr）也参与细胞内的信号传导。其活性形式还连接三羧酸循环和糖酵解途径。sirts沉默蛋白家族也由nad+激活，该蛋白与衰老过程中的细胞应激反应调节相关。
3、随着年龄的增长，nad+水平会下降，被认为是造成人体衰老退行性疾病的主要原因之一。因此，外源补充β-nmn成为一种被广泛研究的方法，它能够提升机体内nad+水平。相比于无法直接吸收的nad+，β-nmn具有更小的分子量，能够轻易地穿透细胞膜进入体内转化为nad+被人体吸收利用。再者，外源补充β-nmn能够改善能量代谢和减少肥胖、糖尿病等代谢性疾病的风险，对视网膜损伤和心血管疾病以及抑制老年黑素细胞中的黑色素生成有良好的治疗作
4、目前化学法中最高产率是以四乙酰核糖为原料，经过氢溴酸溴化后，与烟酰胺在硫酸钠反应条件下发生取代反应，缩合得到β-nmn，再脱去乙酰基得到β-烟酰胺核苷溴化物盐。随后，经磷酸化、分离和树脂层析，得到最终产率为78%的β-nmn（tanimori s， ohta t，kirihata m. an efficient chemical synthesis of nicotinamide riboside (nar)and analogues. bioorg med chem lett. 2002 apr 22;12(8):1135–7）。该法虽然产率高，但树脂层析法成本过高，过程繁琐。且过程中会产生大量手性副产物，过程中使用的化学试剂也会对环境造成污染，不是最优的生产手段。
5、与化学合成法相比，生物酶合成法安全性高，绿色环保，是生产β-nmn的最优方法。β-nmn的生物合成路线涉及了两种关键酶，烟酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamidephosphoribosyltransferase， nampt）和烟酰胺核苷激酶（nicotinamide ribosidekinase， nrk），其中前者在哺乳动物中广泛存在，通过催化底物烟酰胺和磷酸核糖焦磷酸生成β-nmn。后者通过对烟酰胺核糖的磷酸化反应生成β-nmn。目前最常见的是使用大肠杆菌体内表达异源烟酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamide phosphoribosyltransferase，nampt）和烟酰胺核苷激酶（nicotinamide riboside kinase， nrk），再进行酶液的提取进行反应（he jj， liu xx， li y， wang z， shi hl， kan yc， et al. high levelexpression of nicotinamide nucleoside kinase from saccharomyces cerevisiaeand its purification and immobilization by one-step method. front bioengbiotech. 2023 feb 15;11:1134152；shoji s， yamaji t， makino h， ishii j， kondoa. metabolic design for selective production of nicotinamide mononucleotidefrom glucose and nicotinamide. metab eng. 2021 may 1;65:167–77）。但是复杂的酶液提取工艺和酶液易失活的特性不利于工业大规模生产，且大肠杆菌不具备糖基化功能，合成的异源酶会更容易被体内的蛋白酶降解，从而降低其稳定性，甚至可能直接影响酶的活性中心，干扰细胞内的信号传递途径。
技术实现思路
1、针对现阶段生物酶合成法生产β-nmn存在的问题，本专利技术提供一株酿酒酵母菌株，其可以使用固定化酶技术合成β-nmn。
2、本专利技术的技术方案：
3、一株酿酒酵母菌株，所述菌株为酿酒酵母y1t，分类命名为酿酒酵母 saccharomyces cerevisiae，已于2024年03月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmccno.30138。
4、本专利技术的另一个目的，保护上述酿酒酵母菌株在高效合成β-nmn上的应用。
5、本专利技术的另一目的是，提供一种高效合成β-nmn的方法，采用上述酿酒酵母菌株合成。
6、优选地，包括以下步骤：活化后放入培养基中培育，诱导后加入反应体系中摇床培养。
7、更进一步地，所述的反应体系包括腺苷-5’-三磷酸二钠盐、mgcl2、烟酰胺核糖氯化物、pbs缓冲液。
8、本专利技术的另一个目的，保护上述方法合成的β-nmn在保健品、药物、食品领域上的应用。
9、本专利技术的最后一个目的，保护上述方法合成的β-nmn在细胞能量代谢、抗衰老医疗领域上的应用。
10、酿酒酵母y1t的生物保藏说明：
11、保藏机构：中国普通微生物菌种保藏管理中心（cgmcc）；
12、保藏编号：cgmcc no. 30138；
13、保藏日期：2024年3月26日；
14、保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所；
15、分类学命名：酿酒酵母 saccharomyces cerevisiae。
16、本专利技术的有益效果
17、本专利技术的菌株，能够一步高效合成β-nmn，省略酶液的纯化步骤。该方法利用了表面固定化酶技术，以实现更高稳定性和催化效率的酶促反应系统。通过分子生物学操作手段，将关键性烟酰胺核糖激酶固定在酿酒酵母细胞表面，不仅避免了繁琐的酶液纯化步骤降低了工业生产成本，也提高了酶的稳定性，延长其使用寿命。
18、本专利技术使用响应面分析优化了反应条件，设计对全细胞催化体系的温度、ph、mg2+浓度的调控，旨在达到β-nmn合成效率的最大化。本专利技术菌株的构建以及体系的条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一株酿酒酵母菌株，其特征在于：所述菌株为酿酒酵母Y1t，分类命名为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae，已于2024年03月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCCNo.30138。
2.权利要求1所述的酿酒酵母菌株在高效合成β-NMN上的应用。
3.一种高效合成β-NMN的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的酿酒酵母菌株，通过响应面优化全细胞催化条件，包括温度、pH、Mg2+浓度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：活化后放入培养基中培育，诱导后加入反应体系中摇床培养。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的反应体系包括腺苷-5’-三磷酸二钠盐、MgCl2、烟酰胺核糖氯化物、PBS缓冲液。
6.权利要求3-5中任一所述的方法合成的β-NMN在保健品和/或药物和/或食品领域上的应用。
7.权利要求3-5中任一所述的方法合成的β-NMN在细胞能量代谢和/或抗衰老医疗领域上的应用
...【技术特征摘要】
1.一株酿酒酵母菌株，其特征在于：所述菌株为酿酒酵母y1t，分类命名为酿酒酵母saccharomyces cerevisiae，已于2024年03月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmccno.30138。
2.权利要求1所述的酿酒酵母菌株在高效合成β-nmn上的应用。
3.一种高效合成β-nmn的方法，其特征在于，采用权利要求1所述的酿酒酵母菌株，通过响应面优化全细胞催化条件，包括温度、ph...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪城墙，单宝龙，胡著然，汪祥燕，张化鹏，刘凯，王文浩，董思源，龚嘉慧，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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