[發(fā)明專利]一種編碼堿性β-葡萄糖苷酶基因及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210067513.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102719458A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜麗琴;霍云龍;黃日波;龐浩;王子龍;韋宇拓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/56
• 分類號(hào): C12N15/56;C12N9/42;C12N15/63;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/14;C12R1/01;C12R1/19
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程和酶工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種編碼堿性β-葡萄糖苷酶基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

β-葡萄糖苷酶(beta-glucosidase，EC3.2.1.21)又稱β-D-葡萄糖苷葡萄糖水解酶，廣泛存在于微生物到脊椎動(dòng)物的各種生物中。它能夠水解結(jié)合于末端非還原性的β-D-葡萄糖苷鍵，如水楊苷(salicin)、纖維二糖(cellobiose)、纖維三糖(cellotriose)、纖維四糖(cellotetrose)和對(duì)硝基苯-β-D-葡萄糖苷(pNPG)等，在食品風(fēng)味物質(zhì)的釋放和纖維素降解中具有重要作用(SesteloA.B.F，Poza?M.，Villa?T.C.β-Glucosidase?activity?in?a?Lactobacillusplantarum?wine?strain.World?Journal?of?Microbiology&Biotechnology，2004，20：633～637)。

能源短缺是本世紀(jì)面臨的重大問(wèn)題之一。纖維素作為植物光合作用的主要多糖類產(chǎn)物，是地球上含量最豐富的碳水化合物，也是數(shù)量最大的一種可再生資源。對(duì)于纖維素的利用，是解決能源危機(jī)、糧食短缺和環(huán)境污染的重要途徑。β-葡萄糖苷酶是纖維素酶復(fù)合酶系發(fā)揮協(xié)同作的關(guān)鍵酶，對(duì)纖維素酶系的整體水解活性有很強(qiáng)的促進(jìn)作用，可以通過(guò)提高纖維素酶系中β-葡萄糖苷酶的活性來(lái)改善整個(gè)纖維素酶系的功用(Bhat?K.M.，Bhat?S.Cellulose?degrading?enzymes?and?their?potential?industrial?applications.Biotechnol?Adv，1997，15：583～620)。因此，對(duì)β-葡萄糖苷酶進(jìn)行深入研究是十分必要的，也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

目前，已有上百個(gè)微生物β-葡萄糖苷酶基因得到克隆，許多微生物來(lái)源的β-葡萄糖苷酶基因已獲得異源表達(dá)(韓笑、陳介南、王義強(qiáng)、何鋼、劉海波、譚力，β-葡萄糖苷酶基因的克隆與表達(dá)研究進(jìn)展。生物技術(shù)通報(bào)，2008，3：8～13)。目前，研究得較多的是酵母(yeast)和木霉屬(Trichoderma)、曲霉屬(Aspergillus)等霉菌(Dan?S.，Marton?I.，Dekel?M.，Bravdo?BA.，He?S.，Withers?S.G.，Shoseyov?O.Cloning，expression，characterization，and?nucleophile?identification?of?family?3，Aspergillus?niger?beta-glucosidase.J.Biol.Chem.，2000，275：4973～4980)。但是，由于木霉菌發(fā)酵產(chǎn)物中存在多種真菌毒素，另是纖維素酶活力較低，尤其是β-葡萄糖苷酶活力很低，致使纖維二糖在反應(yīng)體系中積累而影響酶解效率，因而其應(yīng)用范圍受到限制。大部分β-葡萄糖苷酶的最適pH都在3.5～5.5酸性范圍，也有少數(shù)的β-葡萄糖苷酶其pH在堿性范圍。

β-葡萄糖苷酶除了在降解纖維素方面有著重要作用外，在其他領(lǐng)域應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，尤其是在醫(yī)藥、食品、生物轉(zhuǎn)化中具有重要的應(yīng)用價(jià)值[Michael?E.H.，Mark?F.R.，Charles?E.，Cellulase?for?commodity?products?from?cellulosic?biomass.Curr.Opin.Biotechnol.，1999，10(4)：358～364]。在水果、蔬菜、茶葉等食料和中草藥中，許多風(fēng)味前體物質(zhì)和藥理活性成分主要以糖苷形式存在，需要β-葡萄糖苷酶這種風(fēng)味酶將其轉(zhuǎn)化為苷元或其他形式的高生理活性物質(zhì)發(fā)揮作用(金鳳燮，莊子瑜，魚(yú)紅閃，等.特異的中草藥配糖體苷酶微生物及其發(fā)酵與酶學(xué)特性.生物工程學(xué)報(bào)，2009，25(12)：1863～1870)。同時(shí)，β-葡萄糖苷酶還具有葡萄糖基轉(zhuǎn)移活性(孟憲文、宋小紅、陳歷俊等，β-葡萄糖苷酶的研究進(jìn)展。中國(guó)乳業(yè)，2009，10：42～44)，可用于低聚龍膽糖的生產(chǎn)(劉玲玲、朱松、朱婷等，重組β-葡萄糖苷酶生產(chǎn)龍膽低聚糖的工藝條件優(yōu)化。微生物學(xué)報(bào)，2009，49(5)：597～602)和紅景天苷等糖苷類活性物質(zhì)的酶法合成(劉磷、梅樂(lè)和、柳行等，酶催化制備p-羥基苯乙基β-D-葡萄糖苷過(guò)程強(qiáng)化。高校化學(xué)工程學(xué)報(bào)，2009，23(1)：87～91；王夢(mèng)亮、李萬(wàn)麗，固定化β-葡萄糖苷酶催化合成紅景天甙的研究。生物技術(shù)，2009，19(1)：68～70)。