[發(fā)明專利]一種低溫堿性果膠裂解酶及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710497480.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107164353B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張桂敏;唐雨蒙;易犁;蔣思婧;馬延和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N9/88
• 分類號(hào): C12N9/88;C12N15/60;C12N15/11
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 強(qiáng)紅剛

本發(fā)明提供了一種低溫堿性果膠裂解酶及其編碼基因和應(yīng)用，該裂解酶具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或該裂解酶具有在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列基礎(chǔ)上缺失、置換、插入或添加一個(gè)至幾個(gè)氨基酸的衍生序列并且具有低溫堿性果膠裂解酶活性。本發(fā)明所述的低溫果膠裂解酶具有反應(yīng)溫度低、pH耐受性好等優(yōu)點(diǎn)，最適天然底物為來源于橙皮的果膠，同時(shí)可以廣泛應(yīng)用于果膠的酶解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種低溫堿性果膠裂解酶及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

果膠酶是催化水解果膠質(zhì)的一類復(fù)雜的酶的總稱。果膠酶來源非常廣泛，如細(xì)菌，酵母菌，真菌和放線菌素。堿性蛋白主要來自芽孢桿菌屬。

果膠酶的分類可以遵循以下四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：(1)果膠、果膠酸或低聚半乳糖醛酸是否為其優(yōu)先底物；(2)這些底物是被反式消去作用還是水解；(3)切割方式是任意的還是發(fā)生在末端方向；(4)作用適宜pH(酸性或堿性果膠酶)。

以果膠為底物的酶可分為果膠酯酶和果膠解聚酶兩大類。果膠酯酶隨機(jī)切除甲酯化果膠中的甲酯，果膠解聚酶則降解果膠糖苷鍵。果膠解聚酶根據(jù)酶的作用機(jī)理又可分為果膠水解酶和果膠裂解酶。果膠水解酶專一性的水解果膠糖苷鍵，形成飽和低聚半乳糖醛酸；果膠裂解酶催化果膠半乳糖醛酸殘基的C-4和C-5位上發(fā)生氫的反式消去完成糖苷鍵的裂解，產(chǎn)生不飽和低聚半乳糖醛酸，分子結(jié)構(gòu)中的不飽和共軛體系可在A₂₃₅產(chǎn)生吸收峰。

果膠酶的潛在用途包括果汁和葡萄酒的提取和澄清，蔬菜的浸漬，棉織物的沖洗，亞麻的脫膠，植物纖維的脫膠，咖啡和茶發(fā)酵，家禽飼料，油提取和預(yù)處理含有果膠物質(zhì)的廢水。對(duì)于棉纖維的紡織加工和生物清洗，植物韌皮纖維的脫膠，植物纖維的浸漬，生物漂白和造紙，其中高溫高pH過程是常見的?？梢詫ｉT針對(duì)非纖維素材料，減少或消除使用苛性化學(xué)物質(zhì)，降低環(huán)境負(fù)荷，同時(shí)保持原料的完整性和強(qiáng)度，并且與常規(guī)堿性工藝一樣有效。因此，使用果膠酶的酶法是這一努力中潛在的有價(jià)值的候選者，因?yàn)樗鼈兛梢詼p少目前使用的有毒化學(xué)物質(zhì)的量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的低溫堿性果膠裂解酶與其編碼基因及其應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人通過大量試驗(yàn)研究并不懈努力，最終獲得了如下技術(shù)方案：

一種低溫堿性果膠裂解酶，該裂解酶具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或該裂解酶是在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列基礎(chǔ)上缺失、替換、插入或/和添加一個(gè)至幾個(gè)氨基酸的保守性突變而獲得的保守性變異體。

需要說明的是，本發(fā)明所提供的果膠裂解酶屬于果膠裂解酶6超家族，是一種能以β-消除反應(yīng)的方式，作用于以聚半乳糖醛酸、蘋果來源果膠、橙皮來源果膠、或不同酯化程度果膠，完成糖苷鍵的裂解，產(chǎn)生不飽和低聚半乳糖醛酸的果膠酶。SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列由330個(gè)氨基酸殘基組成。

為了使上述果膠裂解酶蛋白質(zhì)便于純化，可在上述的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。

表1標(biāo)簽的序列

上述果膠裂解酶蛋白質(zhì)可以人工合成，也可先合成其編碼基因，再進(jìn)行生物表達(dá)得到。上述中的果膠裂解酶蛋白質(zhì)的編碼基因可通過將SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中，缺失、置換、插入或添加一個(gè)至幾個(gè)并保持原有酶活性，或者連上表1所示的標(biāo)簽的編碼序列得到。

一種低溫堿性果膠裂解酶的編碼基因，該基因編碼：

(a)具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)；或

(b)具有衍生自缺失、替換、插入/和添加一個(gè)至幾個(gè)氨基酸的SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列并具有果膠酶活性的蛋白質(zhì)。