[發明專利]嗜熱內切木聚糖酶基因工程菌的構建及其酶的應用

無效

• 申請號: 201110406838.7
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102559567A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 馮雁;田東升;楊廣宇;安嬌;謝淵;白挨璽
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/70;C12N9/42;D21C9/00;C12P19/14;A23K1/165;D01C1/00;C12G3/02;C12R1/01;C12R1/19
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及生物技術，具體涉及一種嗜熱內切木聚糖酶基因工程菌的構建、利用該工程菌制備的嗜熱內切木聚糖酶及該酶在工業中的應用。?

背景技術

木聚糖是植物細胞壁半纖維素的重要組成部分，它是僅次于纖維素、自然界中含量第二豐富的多聚糖，幾乎占地球可再生碳源的三分之一(Collins?et.al.FEMSMicrobiology?Reviews.2005，29：3-23)。木聚糖來源廣泛，可由林業、農業、木材加工以及造紙等工業的副產品獲得，其主鏈主要是由木聚糖殘基以β-1，4-糖苷鍵構成。而根據來源的不同，木聚糖的側鏈可以被阿拉伯糖、葡聚糖醛酸、乙?；葰埢〈捎诔煞輳碗s，木聚糖需要在包括木聚糖酶、D-木糖苷酶、葡萄糖醛酸酶以及α-L-阿拉伯呋喃糖酶等的共同作用下才能夠被徹底降解。?

β-1，4-內切木聚糖酶(Endo-β-1，4-xylanase，EC?3.2.1.8)主要從主鏈內部作用于木糖苷鍵，能夠專一降解木聚糖為低聚木糖和木糖，是木聚糖降解過程中最重要的酶之一(Kulkami?N，Shendye?A，Rao?M.Molecular?and?biotechnological?aspects?of?xylanases[J].FEMS?Microbiol.Rev.1999，23(4)：411-456)。能夠產生木聚糖酶的微生物有很多，包括絲狀真菌、細菌、放線菌等。微生物中木聚糖酶由于來源菌株不同而導致其理化性質和分子量不盡相同，其分子量從7.7到150kDa都有分布，絕大多數在20-40kDa之間，最適pH值在2-11都有分布。根據木聚糖酶催化區域的結構和性質分析，可將其分為不同的家族，其中糖苷水解酶以第10家族和第11家族居多(Kulkami?N，Shendye?A，Rao?M.Molecular?and?biotechnological?aspects?of?xylanases[J].FEMS?Microbiol.Rev.1999，23(4)：441-456)。在過去20年中，有大量的木聚糖酶被分離純化出來，它們的基因已經被克隆，并在大腸桿菌、釀酒酵母、畢赤酵母等系統中進行了表達。當前，木聚糖酶在造紙、食品、飼料、紡織和能源等工業領域都有著廣泛的應用前景，但能夠應用于工業生產的天然木聚糖酶卻很?少，工業用酶要求有較高的酶活性，良好的pH穩定性及熱穩定性。如在食品加工過程中，高溫易造成酶失活，因此耐高溫的酶有更好的應用前景(Beg?QK，Kapoor?M，Mahajan?L，et?al.Microbial?xylanases?and?their?industrial?applications：a?review[J].Appl?Microbiol.Biotechnol.2001，56(3-4)：326-338)。到目前為止，國內有關木聚糖酶產生菌的報道較多，其中以真菌(如黑曲霉)的研究居多，而細菌類研究偏少。但較真菌所產木聚糖酶而言，細菌木聚糖酶有更好的熱穩定性，具有更廣泛的工業應用前景，并受到學術界的普遍關注(Badal?C.Hemicellulose?bioconversion[J].J?Ind?Microbiol?Biotechnol，2003，30：279-291)。?

木聚糖酶產生菌株熱解纖維素菌(Caldicellulosiruptor?bescii?DSM?6725)在70-75℃的高溫下可以正常生長，所以我們推斷它所產生的木聚糖酶具有良好的熱穩定性，非常適合工業化生產以及食品應用，通過序列比對發現，它與其它已研究的木聚糖酶基因序列具有較低的同源性，我們希望通過此研究來發掘性質優良的新型木聚糖酶源。?

發明內容

本發明的目的之一是提供一種能高效應用的高比活嗜熱內切木聚糖酶；?

本發明的目的之二是提供編碼上述高比活嗜熱內切木聚糖酶的基因；?

本發明的目的之三是提供包含上述嗜熱內切木聚糖酶的基因的重組載體；?

本發明的目的之四是提供包含上述嗜熱內切木聚糖酶的基因的重組菌株；?

本發明的目的之五是提供一種嗜熱內切木聚糖酶的基因工程菌的構建方法。?

本發明的目的之六是提供上述高比活嗜熱內切木聚糖酶的應用。?

本發明的嗜熱內切木聚糖酶的基因工程菌已于2011年10月31日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，地址：中國北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所。保藏編號為CGMCC?No.5420。其分類命名為：大腸埃希氏菌，拉丁名：Escherichia?coli。?