[發明專利]一種高產木聚糖酶的突變菌株及其應用

有效

• 申請號: 201711477714.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109988715B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉士成;李瑞;王華明;曹興南;王貴斌;宋雅麗
• 申請（專利權）人: 青島蔚藍生物集團有限公司;濰坊康地恩生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N15/01;C12N9/24;C12R1/885
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 曾慶國

本發明屬于有益微生物改造篩選技術領域，具體涉及一種高產木聚糖酶的里氏木霉突變菌株及其應用。所述突變菌株的保藏編號為CCTCC NO:M2017797。所述突變菌株搖瓶發酵120h后，其發酵上清液中木聚糖酶酶活達到1500U/mL，較出發菌提高80％，取得了意料不到的技術效果。本發明提供的里氏木霉突變菌株可廣泛應用于木聚糖酶的發酵生產，有利于降低該酶的生產成本，促進木聚糖酶的推廣與應用。

技術領域

本發明屬于有益微生物改造篩選技術領域，具體涉及一種高產木聚糖酶的里氏木霉突變菌株及其應用。

背景技術

木聚糖是半纖維素的主要成分，是植物細胞的主要多糖結構，占所有可再生有機碳的1/3。木聚糖通常存在于植物次生壁，大量存在于被子植物中的硬木(15-30％的細胞壁成分)、裸子植物中的軟木(7-10％的細胞壁成分)以及一年生植物(30％的細胞壁成分)。在細胞壁中，木聚糖存在于纖維素和木質素的交界處，這對于植物細胞壁的纖維聚合力及完整性十分重要。

木聚糖酶是一類可以將木聚糖降解成低聚木糖或木糖的復合酶系，主要包括內切β-l,4-D-木聚糖酶、β-D-木糖苷酶、α-L-呋喃阿拉伯糖苷酶、α-D-葡糖苷酸酶、α-D-葡萄糖醛酸苷酶、乙酰木聚糖酯酶和酚酸酯酶。不同來源的木聚糖酶在主鏈的聚合度，支鏈的數量、種類、長度及其結合位點都有所不同。降解木聚糖的過程中，外切酶與內切酶相互促進，加速了木聚糖的降解過程。

目前木聚糖酶的生產主要有3個途徑：1)篩選可以分泌新型水解酶的微生物；2)通過酶工程手段改造當前的工業菌株；3)在生產過程中優化一些影響因子，如底物類型、培養條件、酶制劑的循環利用及生產流程的重新設計。

可應用于生產的可以分泌木聚糖酶的微生物主要是真菌和細菌，其中真菌主要包括曲霉、青霉等，細菌主要包括鏈霉菌和芽孢桿菌等。例如，青霉Pol6的特色之處在于所分泌的胞外木聚糖酶的最適反應條件為酸性，可以應用較極端環境，如飼料和食品領域。米曲霉HML366所產生的木聚糖酶具有較好的熱穩定性和pH耐受性，可以應用于造紙和生物能源領域。鏈霉菌CS624和短小芽孢桿菌SS1所分泌的木聚糖酶都可以高效酶解麥麩生成低聚木糖。異硫鏈霉菌LMZM以玉米芯為底物進行液體發酵，所產生的木聚糖酶用于紙漿漂白時可以提高紙張的亮度。纖維化纖維細菌CKMX1產生的木聚糖酶在pH5.0-9.0、溫度50-60℃內活性穩定，可以在制漿造紙領域有廣泛應用。

隨著基因工程技術的不斷發展，木聚糖酶基因可以在大腸桿菌、芽孢桿菌、酵母、絲狀真菌表達系統中表達。例如，從嗜熱裂孢菌克隆了XynA基因并在畢赤酵母X-33中表達，重組酶蛋白在pH6.0-9.0和60-80℃的環境中能維持60％的酶活性，由于其對pH和溫度有較高的耐受性，使該酶具有較大的應用潛力。從芽孢桿菌中克隆到的木聚糖酶基因Xyn11A，該基因編碼366個氨基酸，重組蛋白酶的最適反應溫度為55℃。將黑曲霉IA-001的XynB基因進行優化，并克隆到畢赤酵母GS115中，優化后的重組蛋白比野生型酶活性提高了2.8倍，重組后的蛋白可以表達更高的木聚糖酶活。

本發明通過誘變的方法篩選獲得木聚糖酶酶活提高的生產菌株，以適應工業化的大規模生產，并促進木聚糖酶的進一步發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種里氏木霉(Trichoderma reesei)突變菌株及其在木聚糖酶生產中的應用。申請人通過紫外誘變的方法篩選獲得的突變菌株，能大幅提高木聚糖酶的表達量，可廣泛應用于木聚糖酶的生產，降低該酶的成本，有利于木聚糖酶的廣泛應用。

本發明一方面提供了一種突變株里氏木霉Mu17(Trichoderma reesei Mu17)，已于2017年12月15日保藏于中國武漢武漢大學的中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC NO:M2017797。

本發明一方面提供了所述里氏木霉在生產木聚糖酶中的應用。

本發明還提供了一種生產木聚糖酶的方法，是以所述里氏木霉為發酵菌株。