[發明專利]一種嗜堿鏈霉菌及其產生的堿性木聚糖酶和應用

有效

• 申請號: 201810096053.6
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108277176B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉森林;周鵬;陳偉釗
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/24;D21C5/00;C12R1/465
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;崔紅麗

本發明公開一種嗜堿鏈霉菌及其產生的堿性木聚糖酶和應用。該嗜堿鏈霉菌，是從紅樹林的土壤中篩選得到的產堿性木聚糖酶菌株。本發明還公開了上述嗜堿鏈霉菌產生的堿性木聚糖酶，該酶具有pH適應范圍廣，耐熱、堿、金屬離子和表面活性劑等適用于造紙等工業的優良酶學特性，可在造紙等工業中應用。本發明的嗜堿鏈霉菌屬于耐堿的極端微生物，可在高堿性條件下培養，具有可有效抑制雜菌污染，有利于大規模的發酵生產的特點。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，特別涉及一種嗜堿鏈霉菌及其產生的堿性木聚糖酶和應用。

背景技術

木聚糖是以木吡喃糖為單位的由β-1,4鍵連接的半纖維素，富含于闊葉樹和大多數一年生植物體內。而半纖維素在自然界中含量占生物量的30％，僅次于纖維素。

木聚糖酶是將木聚糖催化水解成低聚木糖或木寡糖的酶系總稱，包括多種木聚糖內切酶和外切酶，廣泛分布于細菌、真菌、酵母、放線菌、反芻動物瘤胃、蝸牛、甲殼動物、陸地植物組織和各種無脊椎動物中，其中細菌來源的中性或堿性木聚糖酶具有較高的耐堿性和熱穩定性。木聚糖酶具有廣泛的應用，在造紙工業中，可應用于紙漿漂白、廢紙脫墨；在飼料行業中，木聚糖酶可降低小麥型日糧水溶性木聚糖導致的食糜黏性增高，從而提高消化酶對底物的作用效率，同時木聚糖酶可作用于不溶性非淀粉多糖，破碎植物細胞壁，并釋放出營養物質；在釀酒和食品行業中應用也非常廣泛，如木聚糖酶添加到面粉中，可以改善面團的持水性、穩定性和對過度發酵的耐受性，提高入爐急漲性能，增大烘烤后面包的體積，改善面包心質地，降低面包的老化速率，延長貨架壽命。

根據催化域氨基酸序列及結構的相似性，木聚糖酶多被劃分為糖苷水解酶10家族或第11家族。另外，第5家族、第7家族、第8家族或第43家族的木聚糖酶也有報道。大部分木聚糖酶屬于F/10和G/11兩大家族。G/11木聚糖酶多為單結構域，相對分子質量較小，催化產物中寡聚糖較多，而單糖較少，酶的最適作用溫度為50～60℃，酶的空間結構呈“右手半握狀”。F/10木聚糖酶則含有較多結構域，不僅具有催化結構域，而且還有纖維素結合結構域(Cellulose Binding Domain:CBD)，相對分子質量較大，催化產物中單糖較多，最適作用溫度為60～80℃，酶的空間結構呈“碗狀”。與G/11家族相比，F/10家族木聚糖酶在耐高溫、耐酸和耐堿等方面更具優越性。在密碼子偏好性方面，F/10木聚糖酶基因的密碼子以“A”堿基為主，而G/11家族以“G/C”堿基為主。目前，工業上直接利用木聚糖酶還存在一些問題：穩定性差、底物特異性低、使用壽命短和成本高等。作為一種微生物制劑，木聚糖酶對溫度、濕度和酸堿度都有一定的要求。為了適應不同飼料加工工藝及應用的需要，常需篩選耐高溫的菌種，或采用基因工程及蛋白質工程手段改造木聚糖酶的屬性，以滿足各種因素對木聚糖酶的要求。現階段生產的木聚糖酶均為真菌來源的木聚糖酶，這些酶的最適作用pH值普遍小于5.5。此外，木聚糖酶特異性低，直接利用效果較差，因此還應深入研究底物種類及質量濃度與木聚糖酶用量的關系，探討不同酶制劑間的配伍效果，提高木聚糖酶的底物特異性。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種嗜堿鏈霉菌Streptomyces sp.WMN-3。該嗜堿鏈霉菌可產生一種堿性木聚糖酶。

本發明的另一目的在于提供上述嗜堿鏈霉菌Streptomyces sp.WMN-3產生的堿性木聚糖酶。該酶具有pH適應范圍廣，耐熱、堿、金屬離子和表面活性劑等適用于造紙等工業的優良酶學特性。

本發明的再一目的在于提供上述嗜堿鏈霉菌及其產生的堿性木聚糖酶的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

本發明的目的通過下述技術方案實現：