[發明專利]高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體及其基因和應用

有效

• 申請號: 201710366423.9
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107142254B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 姚斌;柏映國;曹慧方;羅會穎;蘇小運;涂濤;黃火清;孟坤;王亞茹;王苑
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院飼料研究所
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/70;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 北京法信智言知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11737
• 代理人: 劉靜榮

本發明涉及基因工程和遺傳工程領域，具體地，本發明涉及高葡萄糖耐受性β?葡萄糖苷酶突變體及其基因和應用。所述突變體為β?葡萄糖苷酶的第315位氨基酸由組氨酸“H”突變為精氨酸“R”，測得突變體的葡萄糖耐受性比野生型高出400mM，且酶比活基本保持不變；以大豆苷為底物時，在相同條件下，葡萄糖對突變體和野生型的酶活促進作用分別為212％和163％。利用本發明的突變體可以大幅提高β?葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受性，有效促進單胃動物體內大豆異黃酮的轉化吸收，進而提高飼料利用率及動物生長性能。

技術領域

本發明涉及基因工程和遺傳工程領域，具體地，本發明涉及高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體及其基因和應用。

背景技術

β-葡萄糖苷酶能水解結合于非還原性末端的β-D-葡萄糖苷鍵，同時釋放出β-D-葡萄糖和相應的配基，是纖維素分解酶系中的重要組成成分。

β-葡萄糖苷酶在飼料工業、食品工業、生物合成以及生物燃料等領域具有重要的應用價值。農業飼料豆粕中含有豐富的大豆異黃酮，且在天然大豆中大豆異黃酮主要以結合型存在。然而，研究表明結合型糖苷不能直接被小腸壁吸收，因此必須將結合型大豆異黃酮轉化為游離型大豆異黃酮才能發揮其藥理功效。β-葡萄糖苷酶可以將結合型大豆異黃酮轉化為游離型活性苷元，在豆粕飼料中添加一定的β-葡萄糖苷酶可以提高動物對大豆異黃酮的利用率。

在以玉米豆粕型日糧為主的飼料行業，單胃動物中胃腸道內的大豆異黃酮的水解是在一個較高的葡萄糖濃度環境下進行的，淀粉類能量物質水解產生的葡萄糖濃度遠大于大豆異黃酮的濃度，因此顯著抑制腸道內β-葡萄糖苷酶的活性，通過外源添加具有高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶是提高單胃動物腸道內大豆異黃酮的水解效率，提高飼料利用率的一個有效途徑。

β-葡萄糖苷酶也被廣泛應用于食品醫藥領域，在醫藥領域也具有重要應用。另外，在纖維素乙醇行業，具有高耐受性的β-葡萄糖苷酶不僅可以減弱中間產物纖維二糖對上游EG和BGH的反饋抑制作用，也可以減弱產物葡萄糖對自身酶活的抑制。

因此，篩選或者改造得到較高葡萄糖耐受性的β-葡萄糖苷酶對該酶的工業化應用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供了一種高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體。

本發明的再一目的是提供編碼上述高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體的基因。

本發明的再一目的是提供包含上述突變體基因的重組載體。

本發明的再一目的是提供包含上述基因的重組菌株。

本發明的另一目的是提供一種較高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶的應用。

本發明以來源于嗜酸耐熱脂環酸芽孢桿菌Alicyclobacillus sp.A4的β-葡萄糖苷酶為母本，采用分子生物學技術對β-葡萄糖苷酶序列進行定點突變表達。

根據本發明的較高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體，是β-葡萄糖苷酶的催化通道非活性位點單點突變后得到的突變體，即β-葡萄糖苷酶的315位氨基酸由組氨酸“H”突變為精氨酸“R”

所較高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突變體的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。