[發明專利]纖維二糖水解酶突變體及其應用

有效

• 申請號: 201711049170.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107779443B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 蔡文生;宗志友;邵學廣
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/14;C12P19/02;C12P19/12;C12R1/19
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種纖維二糖水解酶突變體，其活性在纖維素降解中提供降解的功能，纖維二糖水解酶突變體為如下的蛋白質：如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列的第398位的蘇氨酸被取代為其他氨基酸，其他氨基酸為賴氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或谷氨酰胺。本發明還公開了纖維二糖水解酶突變體于纖維素水解中的應用。本發明的纖維二糖水解酶突變體具有水解纖維素的活性，且，得到了活性提高的突變體，提高了對纖維素的水解效果。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種纖維二糖水解酶突變體，和通過基因定點突變的方法獲得纖維二糖水解酶的突變體，以及纖維二糖水解酶突變體在纖維素降解中的應用。

背景技術

由于能源危機日益嚴重，可再生且環保效果顯著的木質纖維素糖化工藝越來越受到人們的關注。利用纖維素酶降解木質纖維素成纖維二糖，進而轉化成單糖，發酵生產包括乙醇在內的生物基產品對社會經濟發展具有重要的現實意義。然而，由于纖維素酶降解天然纖維素底物的效率低，成本高，因此由纖維素轉化為生物燃料的過程依然具有很大挑戰性。同時，由于底物的特異性，以及纖維素酶發酵液酶系的不平衡也限制了其應用。在纖維素降解過程中，纖維素酶的水解效率是纖維素轉化為葡萄糖的一個瓶頸。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種纖維二糖水解酶突變體，解決終產物對纖維二糖水解酶抑制作用的問題。

本發明還有一個目的是提供纖維二糖水解酶突變體于纖維素降解中的應用。

本發明提供的技術方案為：

一種纖維二糖水解酶突變體，所述纖維二糖水解酶突變體的活性在纖維素降解中提供降解的功能，所述酶為如下(a)或(b)的蛋白質：

(a)如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列的第398位的蘇氨酸被取代為其他氨基酸，所述其他氨基酸為賴氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸或谷氨酰胺，

(b)在(a)中的氨基酸序列經過取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸且具有纖維二糖水解酶活性的由(a)衍生的蛋白質。

一種組合物，其含有一種或幾種酶，所述酶為所述的纖維二糖水解酶突變體。這幾種酶中的一種或任意幾種同時用于酶系復配中從而用于降解纖維素。優選的是，所述組合物中，所述一種或幾種酶均必須包含如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列的第398位的蘇氨酸被取代精氨酸。

一種DNA分子，所述DNA分子編碼所述的酶。

優選的是，所述的DNA分子中，所述DNA分子的堿基序列如SEQ ID NO：4所示。

一種重組載體，其含有所述的DNA分子和與所述DNA分子可操作地連接的用于表達的調節序列。

宿主細胞，所述宿主細胞含有所述的DNA分子或所述的重組載體。

一種獲得所述的纖維二糖水解酶突變體的方法，包括如下步驟：

步驟一、構建包含SEQ ID NO：2所示的堿基序列的重組載體，該重組載體以大腸桿菌為宿主；

步驟二、以步驟一中得到的重組載體為模板，分別利用如SEQ ID NO:13和14所示的引物對、如SEQ ID NO:15和16所示的引物對、如SEQ ID NO:17和18所示的引物對、所示的引物對，通過PCR擴增得到包含SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：10或SEQ ID NO：12所示的堿基序列的PCR產物；

步驟三、對所述PCR產物進行去甲基化處理，之后各自分別轉化入大腸桿菌細胞中培養，獲得含有纖維二糖水解突變體基因的重組載體。