[發明專利]耐熱性β-木糖苷酶

有效

• 申請號: 201510895691.0
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105695436B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 大熊二郎;須田汀;山口明日香;廣瀨佳嗣;近藤康弘;佐藤大;柴田大輔
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/63;C12N1/21;C12N1/19;C12N1/15;C12N5/10;C12P19/14;C12P19/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

本發明提供一種耐熱性β?木糖苷酶，其具有由下列(A)、(B)或(C)構成的β?木糖苷酶催化區域：(A)由序列號1或2所示氨基酸序列構成的多肽；(B)由序列號1或2所示氨基酸序列中的至少一個氨基酸的缺失、取代或添加而形成的氨基酸序列所構成、并且至少在105℃且pH5.0的條件下具有以對硝基苯基?β?D?吡喃木糖苷為底物的水解活性的多肽；(C)由與序列號1或2所示氨基酸序列具有75％以上序列一致性的氨基酸序列所構成、并且至少在105℃且pH5.0的條件下具有以對硝基苯基?β?D?吡喃木糖苷為底物的水解活性的多肽。

技術領域

本發明涉及一種耐熱性β-木糖苷酶、編碼所述耐熱性β-木糖苷酶的多核苷酸、用于表達所述耐熱性β-木糖苷酶的表達載體、整合了所述表達載體的轉化體、以及使用所述耐熱性β-木糖苷酶制備木質纖維素分解產物的方法。

本申請要求基于2014年12月12日在日本申請的特愿第2014-252069號的優先權，并在本文中引用其內容。

背景技術

除了對運輸用能源供應的擔憂之外，由于全球變暖和大氣污染等環境上的問題，近年來，石油替代能源的開發成為非常重要的課題。植物生物質是地球上最豐富的可再生能源，作為石油替代資源而備受期待。作為植物生物質的主要成分的木質纖維素為纖維素、半纖維素(包含木聚糖、阿拉伯聚糖和甘露聚糖)等多糖類和木質素。這些多糖類被各種糖苷水解酶水解為葡萄糖或木糖等單糖，用作生物燃料或化學品原料。

木質纖維素具有復雜的結構，是難分解性的，難以用單一的酶分解、糖化(hydrolyze)。因此，對于多糖類中的纖維素的水解，通常需要糖苷水解酶中的內切葡聚糖酶(內切-1,4-β-D-葡聚糖酶，EC 3.2.1.4)、外切型纖維二糖水解酶(1,4-β-纖維二糖糖苷酶(cellobiosidase)或纖維二糖水解酶，EC 3.2.1.91、EC 3.2.1.176)、β-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)這三種酶。另一方面，半纖維素的結構因植物的種類而異，例如，在闊葉樹和草本植物中，木聚糖構成了主要成分。對于木聚糖的水解，需要木聚糖酶(內切-1,4-β-木聚糖酶，EC 3.2.1.8)、β-木糖苷酶(EC3.2.1.37)。β-木糖苷酶對通過木聚糖酶水解半纖維素生成的低聚糖進行水解，是涉及單糖生成工藝的水解酶之一。

在以往的以木質纖維素為資源的生物乙醇的制備中，以乙醇的高能效轉化為目的，嘗試了基于高固液比(30～60％的固液比(solid loading))的糖化處理(hydrolysisprocess)。這種基于高固液比的木質纖維素的酶糖化(enzymatic hydrolysis)的生物質糖化液的粘性高(hydrolyzed biomass solution)，難以進行木質纖維素的水解反應。因此，通過使用耐熱性酶在例如80℃以上的高溫下進行酶解糖化處理，除了加快水解反應速度之外，降低了生物質糖化液的粘性，從而有望實現縮短糖化反應時間(hydrolysis reactiontime)并降低酶量。因此，對于各種糖苷水解酶，期望開發耐熱性更優異的酶。