[發明專利]β-木糖苷酶及其應用

有效

• 申請號: 201710540963.4
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107189994B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 呂明;李福利;韓文杰;阿布薩利赫
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12N15/11;C12P19/14;C12P19/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及來自熱解纖維素菌Caldicellulosiruptor saccharolyticus中的兩種β?木糖苷酶及其在對含木糖基修飾的天然化合物進行生物轉化中的應用。β?1,4?木糖苷酶為源自熱解纖維素菌的同一個基因簇中β?木糖苷酶CsXyl39A、β?木糖苷酶CsXyl39B；本發明通過實驗證明，CsXyl39A能夠耐受有機溶劑，可在含較高濃度的有機溶劑水溶液中對含木糖基的天然化合物進行水解。同時，CsXyl39A適用于酶的固定化技術。CsXyl39B對作為水解產物的木糖和葡萄糖具有良好的耐受能力，同時具有較好的熱穩定性。此外，上述兩個β?木糖苷酶均能對含木糖基修飾的天然藥物進行高效生物催化。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及來自熱解纖維素菌Caldicellulosiruptorsaccharolyticus中的兩種β-木糖苷酶及其在對含木糖基修飾的天然化合物進行生物轉化中的應用。

背景技術

在有機化合物的體外生物轉化過程中，大部分生物轉化反應需要在有機溶劑中進行(很多有機化合物相較于水，更易溶于有機溶劑)，因此，有機溶劑耐受能力是酶制劑能否工業化應用的重要參數和限定條件。β-木糖苷酶是能夠從非還原端水解木寡糖等低聚木糖或者是催化水解含木糖苷有機化合物的酶，水解產物主要為木糖。目前，大多數β-木糖苷酶對有機溶劑的耐受能力不佳，在很大程度上限制了其在工業過程中的應用。

熱穩定性是酶制劑在工業利用過程中的重要參數之一。當前報道的大多數木糖苷酶的最適反應溫度多在45～60℃之間，并且熱穩定性參差不齊，嚴重限制了其在造紙和食品等工業環境中對木寡糖的降解。因此，熱穩定性對β-木糖苷酶的工業化應用尤為重要。

木糖是β-木糖苷酶水解反應的終產物。當β-木糖苷酶水解低聚木寡糖為木糖時，隨著水解時間的增加，增加的終產物木糖會降低酶促反應速率，從而抑制反應的持續進行。現有的β-木糖苷酶對木糖的耐受能力均較差，因此，具有木糖耐受能力的β-木糖苷酶在降解半纖維素過程中作用巨大。

發明內容

本發明的目的在于是提供一種源自熱解纖維素菌Caldicellulosiruptorsaccharolyticus的β-木糖苷酶及其在對含木糖基修飾的天然化合物進行生物轉化中的應用。

為實現上述目的,本發明采用技術方案為:

一種β-1,4-木糖苷酶，β-1,4-木糖苷酶為源自熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor saccharolyticus)的同一個基因簇中β-木糖苷酶CsXyl39A、β-木糖苷酶CsXyl39B；其中，β-木糖苷酶CsXyl39A，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(b)與序列表中序列1所示的氨基酸序列具有至少95％同源性，且具有β-木糖苷酶活性的蛋白質；

β-木糖苷酶CsXyl39B，是如下(c)或(d)：

(c)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(d)與序列表中序列2所示的氨基酸序列具有至少95％同源性，且具有β-木糖苷酶活性的蛋白質。

上述序列表中的序列1由482個氨基酸殘基組成，所述的一個或多個氨基酸殘基的取代和/或缺失/或添加為不超過25個氨基酸殘基的取代和/或缺失/或添加。

上述序列表中的序列2由506個氨基酸殘基組成，所述的一個或多個氨基酸殘基的取代和/或缺失/或添加為不超過25個氨基酸殘基的取代和/或缺失/或添加。

將上述序列1的氨基酸殘基序列組成的蛋白質經過一個或多個氨基酸殘基的取代和/或缺失/或添加且具有β-木糖苷酶活性的、由序列1衍生的蛋白質突變體，可編碼此蛋白質突變體的基因序列也在本發明保護的范圍。