[發(fā)明專利]一種編碼糖基水解酶家族32的蔗糖酶的基因及其應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810073813.8
• 申請日: 2008-09-26
• 公開（公告）號: CN101407820A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜麗琴;黃日波;韋宇拓;黃志民;王青艷;朱綺霞;羅兆飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/24;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N15/10;C12Q1/68;C12P19/14
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 黎明天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新的編碼蔗糖酶的基因，特別是涉及克隆自環(huán)境宏基因組的一種新的編碼蔗糖酶的基因，該基因編碼的蛋白質(zhì)可用于蔗糖的降解。

背景技術(shù)

蔗糖是由α-D-葡萄糖和β-D-果糖通過1，2糖苷鍵組成的二糖。蔗糖作為植物中通過光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì)，是一種含量豐富的生物質(zhì)。全球蔗糖的年產(chǎn)量超過了1億噸。蔗糖分解而成的單糖長期以來作為發(fā)酵工業(yè)中的碳源而被利用。

蔗糖酶能催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖。葡萄糖和果糖可作為重要的工業(yè)原料生產(chǎn)有機醇、氨基酸及生物聚合物等高附加值的化工產(chǎn)品。同時蔗糖分解成的葡萄糖也是生產(chǎn)乙醇的重要原材料。微生物蔗糖發(fā)酵的代謝過程是首先由蔗糖酶將蔗糖分解成葡萄糖和果糖，然后葡萄糖和果糖才能進入糖酵解發(fā)酵途徑得到有機醇、氨基酸及生物聚合物等化工產(chǎn)品。蔗糖酶是微生物蔗糖代謝途徑中的關(guān)鍵酶之一，也是降解蔗糖的第一個酶，也是決定蔗糖發(fā)酵時間的最主要的因素之一。因此尋找新的蔗糖酶基因用于構(gòu)建新的更適合工業(yè)化生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品的基因工程菌，提高微生物水解蔗糖的轉(zhuǎn)化效率和水解速度，從而縮短發(fā)酵生產(chǎn)時間，對于降低直接發(fā)酵甘蔗汁生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。

蔗糖酶屬于糖基水解酶類(glycosyl?hydrolases)，許多糖基水解酶由一個催化功能域和一個或更多個其它的功能域組成，根據(jù)催化功能域的氨基酸序列相似性，糖基水解酶類被劃分成不同的家族(families)(Davies?G.，Henrissat?B.1995.Structures?and?mechanismsof?glycosyl?hydrolases.Structure3：853-859；Henrissat?B.，Bairoch?A.1996.Updatingthe?sequence-based?classification?of?glycosyl?hydrolases.Biochem.J.316：695-696)。根據(jù)碳水化合物活性酶數(shù)據(jù)庫(http://www.cazy.org/fam/acc_GH.html)上所列糖基水解酶類的最新清單，目前糖基水解酶類有112個家族，蔗糖酶屬于糖基水解酶類家族32。

目前國內(nèi)外對蔗糖酶基因研究主要集中于已知的幾種蔗糖酶含量高的腸道細菌(克雷伯氏菌、大腸桿菌、沙門氏桿菌)上，對這些菌的蔗糖酶基因進行遺傳學的研究(Sharon?J.Reid，Valerie?R.Abratt，2005.Sucrose?utolosation?in?bacteria:genetic?organisationand?regulation.Appl?Microbiol?Biotechnol.67：312-321)。上海醫(yī)藥工業(yè)研究院的張洪斌構(gòu)建了右旋糖酐蔗糖酶工程菌株同時對其培養(yǎng)條件進行了研究(微生物學報.2008，48(4).492-497)；廣西大學的蘇龍和農(nóng)萬庭分別克隆了來自嗜熱菌XZ2K2和腸膜明串珠菌的葡聚糖蔗糖酶基因，并在大腸桿菌中進行表達(化學與生物工程.2006，23(7).42-44，47。工業(yè)微生物.2007，37(3).29-32)；華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院的邵彥春篩選到一株腸膜明串珠菌菌株，同時克隆了其中的右旋糖苷蔗糖酶基因并對其進行了序列分析(微生物學通報.2005，32(3).20-23)。