[發明專利]一種優化改良的中性纖維素酶MEG1及其基因和應用

有效

• 申請號: 201110362928.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102399769A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 李陽源;胡愛紅;史寶軍;羅長財;陳麗芝;畢香梅;鐘開新
• 申請（專利權）人: 廣東溢多利生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/63;C12N15/81;C12N1/21;C12N1/19;C12R1/84;C12R1/885
• 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;楊小蓉

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體地，本發明涉及一種優化改良的中性纖維素酶MEG1及其基因和應用。

背景技術

纖維素酶系由三類功能不同但又互補的酶組成。這三類酶分別是內切葡聚糖酶(EG，Cx酶)，可作用于纖維素分子內的無定形區，隨機水解β-1，4糖苷鍵，將長鏈纖維素分子截短，產生大量的小分子纖維素。內切型纖維素酶可為外切酶提供大量的反應末端，同時它也能水解小分子的纖維素寡糖。外切葡聚糖酶(纖維二糖水解酶，CBH，C1酶)。這類酶作用于纖維素分子的末端，依次從纖維素分子中切下纖維二糖，它可以作用于纖維素分子內的結晶區、無定形區。β-葡萄糖苷酶(纖維二糖酶，BG)，這類酶將纖維二糖水解成葡萄糖，也可以從短鏈葡聚糖的非還原端切下葡萄糖。好氧的絲狀真菌，如常見的木霉、曲霉、青霉等能大量合成纖維素酶并分泌到胞外，各種纖維素酶組分獨立存在，為非復合酶系。

纖維素酶最早應用于動物飼料生產，隨后是食品行業，緊接著這些酶制劑應用到紡織、洗滌劑和制漿造紙工業；之后，酶制劑的應用急劇增加，尤其是在紡織、食品、釀造和制漿造紙工業。絲狀真菌所產纖維素酶大多適應酸性環境，在中性或中性偏堿性條件下酶活力喪失。隨著紡織、造紙、洗滌工業的進一步發展，酸性纖維素酶的酶學性質已滿足不了實際生產的需求。例如，在紡織品整理方面，中性纖維素酶與酸性纖維素酶相比，其處理效果獨特，具有如下優點：1、高反差外觀：中性纖維素酶能讓織物具有反差大和背著色低的外觀，藍、白色的對比非常強，簡化了或省略了清潔工序。2、中性纖維素酶不會使處理后的服裝產生嚴重的背面沾污，具有抗返染，次品率低，產品質量均勻、手感好等特點。3、操作簡單，操作人員只需對pH值進行少量控制便可獲得穩定的磨蝕效果。此外，在洗滌及造紙工業中，中性或者中性偏堿的環境不利于酸性纖維素酶發揮其水解作用，從而造成資源的浪費和環境的污染。中性纖維素酶則能很好解決這些問題。然而，來源于細菌的中性纖維素酶的產酶量和比活性都較低，這限制了其在生產中的實際應用。絲狀真菌來源的纖維素酶具有活性高，穩定性好的特點，因此可以嘗試通過基因工程的對來源于絲狀真菌的酸性纖維素酶進行改造，以提高其在中性或者中性偏堿性環境下的活性。

里氏木霉(Trichoderma?reesei)是在研究和生產中應用最廣泛的菌株，它所產的纖維素酶系至少包含2個外切酶(CBH?I，CBH?II)，5個內切酶(EG?I，EG?II，EG?III，EGIV，EG?V)和2個β-葡萄糖苷酶(BGL?I，BGL?II)。在里氏木霉內切葡聚糖酶中，EG?I的含量最大，可占纖維素酶組分總量的5-10％，在內切酶的作用過程中起重要作用。編碼EG?I的基因序列已經被克隆，其cDNA全長為1380bp，編碼459個氨基酸殘基的蛋白。EG?I發揮作用的最適pH值為5.5，在中性環境下酶活急劇下降。因此，通過基因改造既可以使其最適pH值向中性或者弱堿性偏移，同時也能保持其較高的比活力，在紡織、洗滌、造紙、飼料等領域有較好的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種優化改良的中性纖維素酶MEG1。

本發明的另一目的是提供編碼上述優化改良的中性纖維素酶的基因MEG1。

本發明的另一目的是提供包含上述優化改良的中性纖維素酶基因的重組載體。

本發明的另一目的是提供包含上述優化改良的中性纖維素酶基因的重組菌株。

本發明的另一目的是提供制備上述優化改良的中性纖維素酶的方法。

本發明的另一目的是提供上述優化改良的中性纖維素酶的應用。

里氏木霉天然EG1的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示：

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