[發明專利]一種高溫角質酶及其基因序列

有效

• 申請號: 200810020124.0
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101250509A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 陳堅;吳敬;陳晟
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N9/16
• 分類號: C12N9/16;C12N15/31;C12N15/55;C12N15/70
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

一種高溫角質酶及其基因序列，本發明屬于酶基因工程和酶工程領域。具體地說涉及一種編碼嗜熱子囊菌(Thermobifida?fusca)高溫角質酶的DNA序列及其表達。

背景技術

角質酶是一種多功能酶，能水解角質多聚物分子以及各種合成聚酯的酯鍵使其降解為單體和小分子寡聚體，同時也能水解各種不溶性甘油三酯和水溶性酯類。角質酶作用底物的廣泛性使其在食品、化工、紡織等領域具有良好的應用前景。

紡織工業是我國的傳統產業和支柱產業，在國內生產總值和外貿出口總值中占有重要比例。但我國紡織工業總體存在產業集中度不高、工藝技術裝備落后和資源利用率低等問題。特別值得注意的是，紡織業是產生污染非常嚴重的工業，在前處理和后整理過程中，傳統工藝消耗大量的水和化學品，不僅耗費資源，同時造成環境污染并破壞生態平衡，這對我國實施可持續發展戰略極為不利。

從20世紀80年代開始，國外掀起了生物酶在紡織品染整加工中應用的研究熱潮。我國近幾年也出臺一些新政策推動“綠色紡織品”和生態紡織業的發展，而紡織前處理工藝全酶化已成為實現生態紡織的重要手段。

角質酶作為紡織前處理工藝中一種重要的酶制劑，在棉織物前處理過程中的作用，主要是去除具有疏水性的棉纖維表皮層-角質層，以增加棉纖維的潤濕性。近年來，角質酶在合成纖維前處理工藝中的應用成為熱門，通過角質酶對PET等合成纖維疏水表面進行改性，可以很大程度地提高染整效果。將角質酶用于纖維表面的處理和改性，可取代傳統的堿煮工藝，具有處理條件溫和、對纖維損傷小、資源消耗低、對環境污染小等諸多優點的同時，還能顯著提高紡織品加工的品質。

國外對角質酶的研究已有三十多年歷史。自70年代起，從自然界中篩選到產角質酶菌種(主要為真菌)，進行野生酶分離純化和生理生化性質研究。90年代，為深入了解角質酶的催化特性、分子機理，奠定其開發應用的理論基礎，研究者構建了Fusarium?solani?cDNA文庫，投入大量精力鑒定了該真菌角質酶的編碼基因，并進行了克隆表達。隨后，以實驗室制備的重組酶為研究材料，廣泛開展了真菌角質酶的理論和應用基礎研究。分子水平的理論研究包括晶體結構解析、分子定性、催化機制等。在應用基礎研究方面，研究了酶發酵提純技術以及采用蛋白質工程技術對酶功能進行修飾，使改造后的酶適應不同的工業用途。近年來，為開發角質酶的大規模工業化生產，研究熱點集中在采用不同的基因工程宿主細胞(如釀酒酵母Saccharomyces?cerevisiae、大腸桿菌Escherichia.coli和曲霉屬Aspergillus?sp.)進行高效表達，優化生產工藝，降低生產成本等方面的研究。

國內對角質酶的研究較少，只有少數幾所高校開展了野生菌的篩選和搖瓶條件的優化，沒有工業化生產和應用的實例。

綜合國內外的研究發現，國外對角質酶的研究主要還是集中在真菌角質酶上，而對細菌角質酶的報道很少，其主要原因是：國外仍舊側重于開發生化性質研究已很深入的真菌角質酶，對細菌角質酶的研究沒有足夠重視；細菌角質酶編碼基因還沒有被闡明，無法采用基因重組技術獲得大量產品作為研究材料。但和真菌角質酶相比，細菌角質酶具有比真菌角質酶催化效率高、對環境適應能力強、以及基因工程表達技術等方面優勢，因此，研究細菌角質酶具有極其重要的價值。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種高溫角質酶，其具有SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列。本發明的另一個目的是提供一種編碼本發明的高溫角質酶的DNA分子，所述的DNA分子具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列。

本發明的再一個目的是提供包含本發明基因的表達載體。

本發明的又一個目的是提供包含本發明表達載體的宿主細胞。

本發明的技術方案：一種高溫角質酶，它具有SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列。

所述的高溫角質酶的基因，它具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列。

所述的高溫角質酶基因的表達方法：由嗜熱子囊菌(Thermobifida?fusca)WSH03-11總DNA獲得高溫角質酶基因SEQ?ID?NO：1，角質酶基因以質粒pET20b(+)為表達載體，以E.coli?BL21?Rosetta(DE3)PlysS為表達宿主，實現高溫角質酶基因的高效表達；

(1)嗜熱子囊菌Thermobifida?fusca?WSH03-11總DNA的提取。