[發明專利]一種芳香基硫酸酯酶及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310268742.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103352045A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 曾潤穎;高超;易志偉;產竹華
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第三海洋研究所
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12N9/16;C12N15/70;C08B37/12
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種具有新基因序列的芳香基硫酸酯酶及其制備方法，以及其在瓊膠提取工藝中的應用。

背景技術

瓊膠是由紅藻類海藻中提取的天然多糖膠體，在食品工業、醫藥工業、日用化工、生物工程等許多方面有廣泛的應用。凝膠強度是衡量瓊膠產品品質的主要指標，而硫酸基團是阻礙瓊膠分子形成凝膠的關鍵因素。在生產瓊膠的過程中，海藻中的粗瓊膠分子中硫酸基團含量很高，需要用堿（NaOH）處理，以降低瓊膠分子中的硫酸基（SO₄^2-）含量，從而提高瓊膠產品的凝膠強度，因此堿處理是瓊膠工業生產過程中必不可少的工序。在堿處理工藝中，每噸海藻需要用大約400kg的NaOH，并需要用大約120噸的水將處理后的海藻洗至中性以繼續進行瓊膠提取。因此整個工藝所造成的環境污染以及水資源的消耗十分嚴重。如能在瓊膠的生產過程中采用生物酶法替代堿處理法去除硫酸基團，無疑具有重要的經濟效益和環境效益。硫酸酯酶（Sulfatases，EC3.1.6.1)是一類可以水解硫酸酯鍵產生無機硫酸根和相應醇的酶類，它分為烷基硫酸酯酶（Alkylsulfatase）和芳香基硫酸酯酶（Arylsulfatase）。芳香基硫酸酯酶廣泛分布于從細菌到哺乳動物的各種生物中。目前對于芳香基硫酸酯酶功能的研究大部分集中在兩個方面，包括對土壤中硫元素循環的作用，以及對人體的疾病和健康產生的影響。2004年，Lim?JM等(Lim?JM,Jang?YH,Kim?HR,Kim?JK,Nam?SW.Overexpression?of?arylsulfatase?in?E.coli?and?its?application?to?desulfation?of?agar,J?Microbiol?Biotechnol.2004,14:777–782.)發現來源于Pseudoalteromonas?carrageenovora?ATCC43555菌株的芳香基硫酸酯酶可以降解底物p-nitrophenyl?sulfate（pNPS），其基因在大腸桿菌中表達后具有降解瓊膠上SO₄^2-的能力，使瓊膠的凝膠強度增加、電導率下降。Kim?JH等(Kim?JH,Byun?DS,Godber?JS,Choi?JS,Choi?WC,Kim?HR.Purification?and?characterization?of?arylsulfatase?from?Sphingomonas?sp.AS6330.Appl?Microbiol?Biotechnol.2004,63:553–559)同樣發現來源于一株鞘氨醇單胞菌（Sphingomonas?sp.AS6330）的芳香基硫酸酯酶能有效降解pNPS底物，也可去除瓊膠上的SO₄^2-，提高凝膠強度。2012年，Jung?KT等人(Jung?KT,Kim?HW,You?DJ,Nam?SW,Kim?BW,Jeon?SJ.Identification?of?the?first?archaeal?arylsulfatase?from?Pyrococcus?furiosus?and?its?application?to?desulfatation?of?agar.Biotechnology?and?Bioprocess?Engineering.2012,17(6):1140-1146)首次從古菌（Pyrococcus?furiosus）中發現了芳香基硫酸酯酶，并對其在去除瓊膠上的SO₄^2-方面的功能進行了驗證。這些結果表明芳香基硫酸酯酶在提高瓊膠質量方面具有應用潛力。

但迄今為止芳香基硫酸酯酶脫SO₄^2-活性的研究均采用商品化瓊膠進行，這些酶對未經堿處理的粗瓊膠上的SO₄^2-是否具有同樣的降解活性并未見研究。目前也未見芳香基硫酸酯酶的專利，也未見與處理瓊膠相關的硫酸酯酶的專利。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種芳香基硫酸酯酶基因Ary423。

本發明的第二個目的是提供一種由所述芳香基硫酸酯酶基因Ary423編碼的重組芳香基硫酸酯酶Ary423。

本發明的第三個目的是提供一種所述重組芳香基硫酸酯酶Ary423的制備方法。

本發明的第四個目的是提供一種所述重組芳香基硫酸酯酶Ary423在降解海藻中的粗瓊膠分子上的SO₄^2-基團中的應用。