[發(fā)明專利]一種新型酸性果膠酶PEC2及其基因和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110360398.6
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102586204A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅長財;李陽源;鐘開新;畢香梅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東溢多利生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12N9/26
• 分類號: C12N9/26;C12N15/56;C12N15/63;C12N15/81;C12N1/19;A23K1/165;D21C5/00;D06M16/00;C12S11/00;C12R1/84;C12R1/685
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇;楊小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種新型酸性果膠酶PEC2及其基因和應(yīng)用。

背景技術(shù)

果膠是一種由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1，4糖苷鍵聚合而成的多糖鏈，常帶有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖等組成的側(cè)鏈，游離的羧基部分或全部可與鈣、鉀、鈉離子，特別是與硼化物結(jié)合在一起。果膠存在于所有的高等植物中，沉積于初生細(xì)胞壁和細(xì)胞層，在初生壁中與不同含量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的微纖絲以及某些伸展蛋白相互交聯(lián)，使各種細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)堅硬，從而表現(xiàn)出固有的形態(tài)。

果膠酶(pectinase)是指能夠分解果膠物質(zhì)的多種酶的總稱，大致可分為果膠水解酶(pectin?hydrolases)、果膠裂解酶(pentin?lyases)、果膠酯酶(pectin?esterases)和原果膠酶等。按照作用最適pH的不同，果膠酶又可分為酸性果膠酶和堿性果膠酶。

果膠酶作為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的一種重要的新興酶類，不僅是人們生活中最早得到應(yīng)用的酶類之一，而且也是世界四大酶制劑之一，在全世界食品酶的銷售額中約占到了四分之一，在各行業(yè)里得到了廣泛應(yīng)用，具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.果汁的提取及澄清

果膠酶在工業(yè)中最主要的用途是用于果汁的提取和澄清。果汁中如存在果膠物質(zhì)，果汁的黏度就加大并且變得混濁。因此，在工業(yè)生產(chǎn)時，可利用果膠酶和淀粉酶等來澄清果汁，它能使過濾的時間縮短50％，另外，采用果膠酶處理后，果汁的澄清度也有很大提高。

2.天然產(chǎn)物的提取

果膠物質(zhì)的存在不同程度會影響或阻礙植物內(nèi)相關(guān)天然產(chǎn)物的釋放，在適宜條件下，向其中加入相應(yīng)的果膠酶，可將植物中的果膠類物質(zhì)水解掉，從而有利于植物內(nèi)相應(yīng)天然產(chǎn)物的提取。

目前利用果膠酶生產(chǎn)的提取物有：銀杏葉提取物、大蒜油濃縮液、蘑菇濃縮液、人參漿、當(dāng)歸浸膏、甘草液等。利用酶類提取，不僅可提高萃取率，還可提高純度。

3.紡織品的生物脫膠

用果膠酶處理紡織品，可以去除初生胞壁中的果膠類物質(zhì)，在比較緩和的pH和溫度條件下即可使處理后的織物手感柔軟、強(qiáng)度高，從而取代耗能大、污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)紡織脫膠工藝。

4.造紙業(yè)的生物制漿

造紙工業(yè)中的生物制漿與紡織品的生物脫膠類似，都是通過果膠酶等降解植物纖維原料中的果膠、半纖維素及木質(zhì)素，使其分散成滿足造紙工業(yè)不同要求的束纖維或單纖維，以生產(chǎn)柔軟、均一、有彈性的高品質(zhì)材料。

5.作為飼料用酶制劑

添加飼用酶制劑能補充動物體內(nèi)酶源的不足，增加動物自身不能合成的酶，從而促進(jìn)畜禽對養(yǎng)分的消化吸收，提高飼料的利用率，促進(jìn)動物生長。

果膠酶可有效降解飼料原料中的果膠，因此，可作為一種綠色飼料添加劑在畜牧業(yè)中生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。研究結(jié)果表明：果膠酶的添加可顯著提高全期增重、降低料肉比，同時干物質(zhì)、粗蛋白、有機(jī)物和粗纖維的消化率均提高了11％-22.5％。

因此，果膠酶的應(yīng)用潛力很大，擁有良好的市場前景。

天然來源的果膠酶廣泛存在于動植物和微生物中，但動、植物來源的果膠酶產(chǎn)量低，難于大規(guī)模提取制備，微生物由于具有生長速度快、生長條件簡單、代謝過程特殊和分布廣等優(yōu)點而成為果膠酶的重要來源。

產(chǎn)生果膠酶的菌種很多，如霉菌、部分細(xì)菌和酵母菌等，其中主要以霉菌和桿菌為主。由于真菌中的黑曲霉(Aspergillus?niger)屬于公認(rèn)安全級(GRAS，General?Regarded?As?Safe)，其代謝產(chǎn)物是安全的，因此目前市售的食品級果膠酶主要來源于黑曲霉，其最適pH值一般在酸性范圍。

目前采用天然菌株生產(chǎn)的果膠酶存在一些局限性，主要包括產(chǎn)酶性能較低、果膠酶的耐溫性能較差以及作用pH范圍較小等。因此，隨著果膠酶應(yīng)用越來越廣泛，迫切需要對果膠酶進(jìn)行相應(yīng)的改良，以提高菌種的產(chǎn)酶性能以及提高果膠酶的耐熱性能等。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷提高，現(xiàn)在越來越多的科研人員正利用基因克隆技術(shù)來實現(xiàn)果膠酶在工程菌宿主中進(jìn)行表達(dá)。

本發(fā)明所提供了一種酸性果膠酶基因，該基因所表達(dá)的果膠酶，具有比活高、耐高溫、pH作用范圍廣等優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型酸性果膠酶PEC2。

本發(fā)明的另一目的是提供編碼上述新型酸性果膠酶的基因PEC2。

本發(fā)明的另一目的是提供包含上述新型酸性果膠酶基因的重組載體。

本發(fā)明的另一目的是提供包含上述新型酸性果膠酶基因的重組菌株。