[發明專利]一種寬pH適用性的木聚糖酶XYNA4及其基因和應用

有效

• 申請號: 200910235943.1
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101701214A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 姚斌;柏映國;石鵬君;羅會穎;黃火清;楊培龍;孟昆;趙珩;王亞茹;史秀云;袁鐵錚
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院飼料研究所
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/63;C12N1/21;C12N1/19;C12N1/20;A23K1/165;A21D8/04;C12C7/00;C12P19/14;D21C9/10;C12R1/19;C12R1/07;C12R
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體地，本發明涉及一種寬pH適應性木聚糖酶XYNA4及其基因和應用。

背景技術

木聚糖(xylan)是植物半纖維素的主要成分，廣泛存在于自然界中，其含量僅次于纖維素是第二豐富的多聚糖(Collins?et?al.FEMS?Microbiology?Reviews.2005，29：3-23.)。木聚糖酶是可將木聚糖降解成低聚糖和木糖的一類酶的總稱。目前木聚糖酶在飼料，面包，啤酒、造紙、紡織、醫藥及能源等領域得到了日益廣泛的應用。在造紙工業中，木聚糖酶可以應用于生物制漿、紙漿漂白、廢紙脫墨處理處理等，特別是其在紙漿生物漂白中，木聚糖酶與傳統的氯漂白配合，促使紙漿中殘余木質素的降解和溶解性木質素的抽除，不但可以提高紙漿的白度和白度穩定性，改善纖維的濾水性和造紙性能，而且可以降低后續漂序化學物質的用量，減少富含氯化物的工業廢水的排放，從而降低紙漿漂白對環境產生的污染(Polizeli?et?al.AppliedMicrobiology?and?Biotechnology.2005，67：577-591.)。

脂環酸芽孢桿菌(Alicyclobacillus)是一類嗜熱耐酸菌。由于脂環酸芽孢桿菌(A.acidocaldarius)等可以引起巴氏滅菌果汁的腐敗，產生難以接受的氣味，加上其獨特的生存能力。目前已引起全球食品工業和學術界的極大關注。目前關于來源于脂環酸芽孢桿菌來源的木聚糖酶基因及其克隆與表達還沒有相關的報導。

由于在飼料和造紙工業中，動物胃腸道和漂白紙漿的pH值出現較大的波動。因此，獲得新型具有優良pH穩定性和適用性的木聚糖酶的研究具有重大意義?？寺『头蛛x具有高pH穩定性和適應性的的木聚糖酶可以更好的應用于飼料和造紙工業，而且可以降低生產成本，都是木聚糖酶應用于工業化生產所必需的。

發明內容

本發明的目的是提供一種能高效應用的寬pH適應性木聚糖酶。

本發明的再一目的是提供編碼上述寬pH適應性木聚糖酶的基因。

本發明的另一目的是提供包含上述基因的重組載體。

本發明的另一目的是提供包含上述基因的重組菌株。

本發明的另一目的是提供一種制備上述寬pH適應性性木聚糖酶的基因工程方法。

本發明的另一目的提供上述寬pH適應性木聚糖酶的應用。

本發明的另一目的是提供一種脂環酸芽孢桿菌。

本發明從脂環酸芽孢桿菌Alicyclobacillus?hesperidum?A4，(保存于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(北京市朝陽區大屯路，中國科學院微生物研究所，100101)，其保藏號為：CGMCC?No.3147，保藏日期：2009年6月29號)中分離得到一種新的寬pH適用性木聚糖酶XYNA4。

本發明提供了一種寬pH適應性木聚糖酶XYNA4，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。

SEQ?ID?NO.1：

MTDTYRNIPSLSERYRPYFRIGAAVNAKSLNTHRDLLVTHFNSVTAENEMKWEEIHPEQDRYEFAKADALVNFAREHGMFVRGHTLVWHNQTPAAVFLDDLGQTATAAVVERRLEEHVATVLGRYHNDIYDWDVANEAVVDAGTGFLRDSRWLQTLGDDYIAKAFRIAHQAAPDALLFYNDYNETKPDKSERIYKLVAG L LDEGVPIHGIGMQGHWMLDDPALDEIERAIDRYASLGVHLHITELDVCVYGNVHGTGGQSQEVLPYDDELAKRLAERYRSLFSSLRARKDVIESVTFW

該酶基因編碼338個氨基酸，因此成熟的木聚糖酶XYNA4的理論分子量為38.6kDa。

本發明的木聚糖酶XYNA4在中性及酸堿性范圍內均具有較高活性。本發明篩選到一種脂環酸芽孢桿菌Alicyclobacillus?hesperidum?A4(CGMCCNo.3147)所產生的木聚糖酶，其在大腸桿菌的重組酶最適pH值為7.0，在pH3.8～9.4的范圍內維持40％以上的酶活性；在pH6.2～9.4的范圍內維持60％以上的酶活性；在pH2.6～12.0的范圍內37℃保溫60分鐘，能夠保持90％以上的酶活性。最適溫度為55℃，在45℃-65℃間均具有60％以上的酶活力；在60℃保溫60分鐘，剩余酶活達到90％以上。這種性質的木聚糖酶還未曾有過報道。