[發明專利]一種玉米赤霉烯酮降解酶基因及高產菌株

有效

• 申請號: 201610156145.X
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105755023B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張桂敏;向臘;周玉玲;馬延和
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12Q1/44;C12N15/81;C12N1/19;C12R1/84
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

本發明涉及一種玉米赤霉烯酮降解酶基因及高產菌株。一種玉米赤霉烯酮降解酶基因，包括(a)、(b)或(c)的DNA分子：(a)具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子；(b)在嚴格條件下與(a)所述的核苷酸序列雜交且編碼具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的蛋白的DNA分子；(c)與(a)或(b)所述的核苷酸序列具有90％以上同源性的核苷酸序列的DNA分子。本發明通過上述序列構建了用于生產玉米赤霉烯酮降解酶的高產菌株并進一步提供了一種高密度發酵的方法。通過高產菌株及高密度發酵方法可以高效分泌表達玉米赤霉烯酮降解酶，其發酵上清能迅速高效地降解ZEN。

技術領域

本發明屬于酶工程及發酵領域，尤其涉及一種玉米赤霉烯酮降解酶基因及高產菌株，更具體地，涉及一種玉米赤霉烯酮降解酶基因密碼子優化、玉米赤霉烯酮降解酶高產菌株的構建及高密度發酵方法。

背景技術

玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）是由鐮刀菌屬產生的一種非固醇類雌激素類真菌毒素，最初由Stob等從發霉玉米中分離得到。ZEN在世界各地的谷物及其副產品污染廣泛，在適合真菌生長的自然環境中，像玉米、大麥、小麥等谷物中經常能檢測到高含量的ZEN。ZEN通過污染的谷物農副產品及飼料進入食物鏈，并在人體與動物體內累積。進入人體與動物體內的ZEN引起雌激素綜合癥狀，導致動物體內雌激素過多，引起不孕不育，并有很強的致癌致畸作用。

ZEN在谷物飼料中的污染，在全球造成了巨大的經濟損失。為了保障食品安全，對真菌毒素ZEN的脫毒技術具有重大的意義。傳統的物理化學方法并不能有效去除谷物中的毒素，并會破壞谷物的營養成分，影響食物的口感。酶降解不僅可以高效的將ZEN轉化為無毒性產物，環保安全，而且酶催化反應專一性強、降解效率高，不會破壞谷物的營養物質。2002年，Naoko等從粉紅粘帚霉中克隆了ZEN 內酯水解酶基因zhd101 并在大腸桿菌表達，結果重組的大腸桿菌表現出很強的水解內酯酶的能力，該酶把ZEN 降解。但是，目前zhd101表達得到的酶液降解ZEN的效率都比較低，也還沒有通過基因優化、構建多拷貝等策略提高zhd101在畢赤酵母中表達量的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種玉米赤霉烯酮降解酶zhd101 (GenBank:AB076037.1)基因的優化序列。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種玉米赤霉烯酮降解酶基因，包括(a)、(b)或(c)的DNA分子：

(a) 具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子；

(b) 在嚴格條件下與(a)所述的核苷酸序列雜交且編碼具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的蛋白的DNA分子；

(c) 與(a)或(b)所述的核苷酸序列具有90%以上同源性的核苷酸序列的DNA分子。

采取上述技術方案的有益效果為：SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列根據畢赤酵母密碼子偏好性優化后的基因序列，該序列密碼子適應指數（CAI）由0.63%提高到0.91%，GC含量由原來的56.6%降低到43.6%，并提高mRNA穩定性，延長了mRNA的半衰期。經后期實驗證實，優化后的序列有利于玉米赤霉烯酮降解酶的高產。

本領域技術人員以SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列為基礎進行適當改變，例如添加標簽序列、限制性酶切位點、保護堿基以及其他用于調控或表達的元件等，使改變后的核苷酸序列編碼的蛋白質仍然可以具有、維持或者提高玉米赤霉烯酮降解酶活性。

進一步，所述玉米赤霉烯酮降解酶基因為SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子。