[發明專利]一株過表達β-葡萄糖苷酶的斜臥青霉工程菌及其應用

無效

• 申請號: 201010170523.2
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101845399A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 汪天虹;杜春梅;鐘耀華;李忠海;張艷美
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N1/15
• 分類號: C12N1/15;C12N9/42;C12R1/80
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明屬于微生物工程領域；具體地說，本發明涉及一株過表達β-葡萄糖苷酶的斜臥青霉工程菌，及其在生產β-葡萄糖苷酶及降解纖維素中的應用。

背景技術

β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase，E.C.3.2.1.21)，又名纖維二糖酶(cellobiase)，是纖維素降解過程中的重要酶組分。β-葡萄糖苷酶對于纖維素糖化水解具有關鍵性作用，它能夠降解纖維二糖，解除纖維二糖過量積累對纖維二糖水解酶和內切葡聚糖酶產生的反饋抑制作用，提高整個纖維素酶系降解纖維素底物的效率。但對產纖維素酶絲狀真菌的纖維素酶系組分分析表明，β-葡萄糖苷酶在纖維素酶系中所占比例很低，這種低的β-葡萄糖苷酶含量使其成為真菌纖維素酶系降解纖維素成為單糖的限速步驟(Markku?Saloheimo，Juha?Kuja-Panula，Ylosmaki，Michael?Ward，and?Merja?Penttila(2002).Enzymatic?Properties?and?IntracellularLocalization?of?the?Novel?Trichoderma?reeseiβ-Glucosidase?BGLII(Cell?A).Applied?andEnvironmental?Microbiology，68(9)：4546-4553)。

除被應用于生物質轉化過程，由于具有轉糖基作用，β-葡萄糖苷酶還被廣泛的應用于食品和制藥行業。例如，β-葡萄糖苷酶在酒的香味增強上起到很重要的作用，并被應用于葡萄酒香味提升(C.Lasanta，I.Caro，L.Perez(2009).β-glucosidase?immobilization?on?ionexchange?resins?for?using?as?aromatic?enhancement?of?wines.Chemical?Engineering?Transactions，Vol.17：897-902)；對于心臟病和癌癥有治療作用的異黃酮可以由β-葡萄糖苷酶催化異黃酮苷產生(Chunzhi?Zhang，Hongshan?Yu，Mingchun?Lu，Jing?Li?and?Fengxie?Jin(2005).Enzymicsynthesis?of?salidroside：Purification?and?characterization?of?salidrosidase?from?Aspergillas?niger.Process?Biochemistry，40(9)：3143-3147)。

斜臥青霉(Penicillium?decumbens)具有較強的纖維素酶生產能力，但是現有的生產方法中其β-葡萄糖苷酶產量并不能滿足需求，且其纖維素酶系中的較低的β-葡萄糖苷酶含量仍是限制斜臥青霉(Penicillium?decumbens)降解纖維素的關鍵因素。有目的的通過過表達β-葡萄糖苷酶構建工程菌有望克服上述的缺陷，然而，檢索結果還未見有相關工作的報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一株能夠高產β-葡萄糖苷酶的斜臥青霉工程菌及其在產β-葡萄糖苷酶和降解纖維素中的應用。

本發明所述過表達β-葡萄糖苷酶的斜臥青霉工程菌，其特征在于：所述菌株含有瑞氏木霉的β-葡萄糖苷酶I(bgl1)cDNA基因，其命名為斜臥青霉(Penicillium?decumbens)Gi31-2，已于2010月5日7日保藏于“中國典型培養物保藏中心”，保藏號為CCTCC?M2010111。

上述斜臥青霉工程菌的特征為：含有瑞氏木霉bgl1cDNA基因過表達載體pTBG-1，該工程菌株的β-葡萄糖苷酶活力最高達到3.47IU/ml，是出發菌株(1.20IU/ml)的2.90倍(見圖5)；最高濾紙酶活為3.32IU/ml，是出發菌株(2.71IU/ml)的1.23倍(見圖7)。其菌落形態小而均勻，質地緊密，呈毛氈狀；菌落與培養基間的連接緊密，不易挑取；在麩皮培養基上劃線培養，菌絲體為初期白色，呈不擴散式蔓延，培養4天左右，菌絲體表面出現淡粉色孢子，繼續培養，孢子顏色逐漸加深為粉色，深紅色(圖8)。