[發明專利]一種熱穩定性提高的淀粉分支酶突變體

在審

• 申請號: 201810531948.8
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108660121A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 李兆豐;班宵逢;顧正彪;李才明;程力;洪雁
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12P19/18;C12P19/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種熱穩定性提高的淀粉分支酶突變體，屬于酶工程技術領域。本發明通過將淀粉分支酶中的氨基酸殘基突變為與內源性氨基酸殘基帶相反電荷的氨基酸殘基，與附近內源性、帶相反電荷的氨基酸殘基形成靜電相互作用，得到熱穩定提高的淀粉分支酶突變體，與野生型淀粉分支酶相比，本發明所得的淀粉分支酶突變體Q231R、Q231K、T339E、T339D、V37E、V37D和I571D的熱穩定性在60C下的半衰期t_1/2(min,60℃)分別延長40％、38％、21％、26％、16％和21％，在65C下的半衰期t_1/2(min,65℃)分別延長1.5?2.0倍。

技術領域

本發明涉及一種熱穩定性提高的淀粉分支酶突變體，屬于酶工程技術領域。

背景技術

淀粉分支酶(1,4-α-glucan branching enzyme；EC 2.4.1.18)是屬于糖苷水解酶家族13(GH 13)的一類糖基轉移酶，能夠催化淀粉分子α-1,4-糖苷鍵的斷裂形成游離短鏈，并通過轉糖苷作用將切割下的短鏈以α-1,6-糖苷鍵的形式連接于受體鏈上，在淀粉分子原主鏈上形成新的α-1,6-分支點。

通過該種轉糖基反應，淀粉分支酶能夠增加淀粉的分支度，提高淀粉的抗消化性和慢消化性，延緩淀粉的回生過程，增強淀粉的穩定性并改善淀粉的使用性能，可用于生產具有良好應用價值的淀粉衍生物。

在淀粉的改性過程中，淀粉分支酶的熱穩定性是一個關鍵因素，淀粉分支酶的熱穩定性強不僅有利于延長酶的貯藏時間、減少酶在保存、運輸過程中活力的損失，而且可以使酶在較高的溫度下保持較高的活力，從而提高反應效率，縮短生產周期，進而降低生產成本。

目前，已被報道的用來提高淀粉分支酶熱穩定性的方法有物理法、化學法、生物法等。在這些方法中，物理法存在產量低和穩定性差等問題，化學法在食品領域中的應用受到一定限制。

相比于物理法和化學法，生物法主要通過蛋白質工程、基因工程等技術手段，從根本上改變酶蛋白分子的空間構象，改善酶蛋白的使用性能，具有環境危害小、可良性遺傳等優點，成為了改善酶蛋白分子熱穩定性的重要技術手段。

發明內容

本發明的技術目的是通過將淀粉分支酶突變體為將淀粉分支酶中的氨基酸殘基突變為與該氨基酸殘基附近的內源性氨基酸殘基帶相反電荷的氨基酸殘基的淀粉分支酶突變體內源性氨基酸殘基帶相反電荷的氨基酸殘基，與附近內源性、帶相反電荷的氨基酸殘基形成靜電相互作用，得到熱穩定性提高的淀粉分支酶突變體。

本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種熱穩定性提高的淀粉分支酶突變體，所述淀粉分支酶突變體是通過將淀粉分支酶中的氨基酸殘基突變為與該氨基酸殘基附近的內源性氨基酸殘基帶相反電荷的氨基酸殘基得到的。

在本發明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶突變體的突變位點為第231位、第339位、第37位或第571位。

在本發明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶突變體是將淀粉分支酶第231位的谷氨酰胺突變為精氨酸或賴氨酸，或將淀粉分支酶第339位的蘇氨酸突變為谷氨酸或天冬氨酸，或將淀粉分支酶第37位的纈氨酸突變為谷氨酸或天冬氨酸，或將淀粉分支酶第571位的異亮氨酸突變為天冬氨酸的淀粉分支酶突變體。

在本發明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶為來源于Geobacillusthermoglucosidans STB02的淀粉分支酶。

在本發明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶的氨基酸序列為SEQ ID NO.1。

在本發明的一種實施方式中，所述淀粉分支酶突變體的氨基酸序列分別為SEQ IDNO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7或SEQ IDNO.8。