[發明專利]一種堿性木聚糖酶及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201110317121.5
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN103060290A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 馬延和;柏文琴;薛燕芬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/63;C12N15/70;C12N5/10;C12N1/21;C12N15/11;D21C9/10;D21C5/02;C11D3/386;C11D7/42;C12R1/19;C12R1/07
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種堿性木聚糖酶及其編碼基因與應用。

背景技術

木聚糖是一種多聚五碳糖，主要成分是D-木糖，是植物半纖維素的重要組成部分，它占植物碳水化合物總量的1/3，在自然界中是繼纖維素之后含量第二豐富的再生生物資源。木聚糖的結構復雜，主鏈由β-D-吡喃木糖殘基經β-1，4-糖苷鍵連接成，不同來源的木聚糖有不同的側鏈取代基團。內切-β-1，4-D-木聚糖酶(endo-β-1，4-D-xylanase)[EC?3.2.1.8]，簡稱木聚糖酶，負責木聚糖主鏈骨架的降解，是木聚糖降解酶系中最關鍵的酶。根據糖苷水解酶催化區域的氨基酸序列組成和疏水性分析，可將糖苷水解酶類分成不同的家族，目前發現的木聚糖酶主要屬于F/10和G/11家族。

木聚糖酶具有重要的潛在應用價值，廣泛應用在食品、飼料、制漿造紙、生物脫膠等行業。木聚糖酶有巨大的應用潛力，但應用在不同的領域對木聚糖酶的性質有不同的要求。一般來說，最適作用溫度決定了酶的應用領域，熱穩定性則與酶能否工業化生產有很大關系。如造紙需高溫和堿性的條件，紙漿底物需要嗜熱堿酶才能有效地進行生物漂白。堿性木聚糖酶也被應用于生物脫膠和洗滌劑生產中。飼料粒化前加入木聚糖酶主要在70～95℃下進行，因此熱穩定性好的木聚糖酶可應用到動物飼料的生產。另外，飼用酶必須在溫度約為40℃，pH約為4.8的條件下具有高度的活性，以適應動物消化道的環境。面漿團通常在低于35℃的條件下調制，因此，在低溫或中溫的條件下酶活很高的嗜冷木聚糖酶目前被用于低溫或中溫加工過程中特別是食品業。

由于不同工業生產中需要不同性質的酶，因此，研究新的具有優良性質的木聚糖酶具有重大意義。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種蛋白。

本發明提供的蛋白，可人工合成，是如下(a)或(b)或(c)的蛋白質：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(b)由序列2自N端第28-366所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(c)將序列表中序列2的氨基酸殘基序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有木聚糖酶功能的由(a)或(b)衍生的蛋白質。

其中序列表中序列2由366個氨基酸組成，分子量約37kDa。

所述蛋白(木聚糖酶)的編碼基因具體可為如下1)-3)中任一所述的DNA分子：

1)序列表中的序列1所示的DNA分子；

2)在嚴格條件下可與1)限定的DNA序列雜交且編碼具有木聚糖酶功能所述蛋白的DNA分子；

3)與1)限定的DNA序列具有90％以上的同源性且編碼具有木聚糖酶功能所述蛋白的DNA分子。

序列表中的序列1由1101個堿基組成，其開放閱讀框架(ORF)為自5′末端第1-1101位堿基，編碼氨基酸序列是序列表中序列2的蛋白。

上述嚴格條件可為在0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液中，在65℃條件下雜交并洗膜。

含有上述蛋白編碼基因的重組載體、表達盒、轉基因細胞系和重組菌也屬于本發明的保護范圍。

所述重組載體具體為在pET28a的BamH?I和Xho?I位點間插入所述蛋白的編碼基因得到的重組載體pET28a-Bcxyl11A。

所述重組菌具體可為在大腸桿菌BL21(DE3)、BL21-Gold(DE3)、BL21-Gold(DE3)pLysS或BL21-CodonPlus(DE3)-RIPL中導入含有上述木聚糖酶編碼基因的重組載體得到的重組菌。

擴增上述內切木聚糖酶編碼基因全長或其任一片段的引物對也屬于本發明的保護范圍，所述引物對的一條引物的核苷酸序列為序列表中的序列3，所述引物對中的另一條引物的核苷酸序列為序列表中的序列4。

本發明的第二個目的是提供一種制備木聚糖酶的方法。

本發明所提供的制備木聚糖酶的方法，是發酵培養所述的重組菌，即得到木聚糖酶。

所述培養溫度為37℃，所述培養的時間為6h。