[發明專利]一種耐熱性的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3

有效

• 申請號: 201810582346.5
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108715840B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 張蕊;黃遵錫;周峻沛;何麗梅;韓楠玉;丁俊美;許波;唐湘華
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12N15/56;C12N15/70
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發明涉及基因工程及蛋白質改造技術領域，具體來說是一種耐熱性的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3，突變體MutQ23Δ3的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。MutQ23Δ3的最適pH為6.0；最適溫度為45℃，在0℃、10℃、20℃和30℃時分別具有14％、24％、46％和75％的酶活；50℃處理60min后，MutQ23Δ3仍然保持100％的酶活；該酶可水解菊粉產生果糖。本發明的耐熱性提高的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3可應用于食品、釀酒和生物能源等行業。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，涉及蛋白質改造技術，具體為一種耐熱性的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3。

背景技術

菊粉(Inulin)是呈直鏈結構的果聚糖，由β-呋喃果糖分子通過β-2,1糖苷鍵連接，在其還原末端還含有一個α-吡喃葡萄糖基。菊粉是一種來源豐富的可再生資源，存在于菊芋、菊苣、大麗花、牛蒡和雪蓮果等植物的根和莖中，這些植物的根和塊莖的產量很大，可含高達22％鮮重或80％干重的菊粉。菊粉酶具有2種作用方式：一種為內切型菊粉酶，水解菊粉多糖鏈內部的β-2,1糖苷鍵，生成低聚果糖；另一種為外切型菊粉酶，從非還原端逐個水解β-2,1糖苷鍵，最終生成果糖和少部分的葡萄糖。果糖可用于生產果糖漿；果糖經酵母等發酵后可以用來生產生物乙醇；果糖還可以促進兒童對鐵的吸收，促進絕經后婦女對鈣的吸收，防治肥胖癥，促進腸道有益菌群的形成從而防治結腸癌等。因而，外切菊粉酶可應用于食品、釀酒和生物能源等行業中(Singh RS et al.International Journal ofBiological Macromolecules,2017,96:312–322.)。

耐熱性好的酶受熱不易失活，在酶的生產、保存、運輸等方面都具有優勢。低溫環境超過地球總面積的75％，包括終年低溫的環境和季節性低溫的環境。低溫酶可應用于低溫環境。低溫處理可防止微生物的污染、營養損失和食品品質降低。將中溫或者高溫處理方式轉為低溫處理可起到降低能耗的作用(Cavicchioliet al.Microbial Biotechnology,2011,4(4):449–460.)。因此，低溫外切菊粉酶可用于酒的發酵、食品的腌制、去污、低溫下的菊粉加工等，具有重要的開發價值。然而，低溫酶普遍耐熱性差，需要提高其耐熱性。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種耐熱性提高的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3，可應用于食品、釀酒和生物能源等行業。

為了實現該技術目標，本發明具體通過以下技術方案實現：

一種耐熱性的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3，所述的突變體MutQ23Δ3的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，與GenBank記錄的外切菊粉酶序列AGC01503(SEQ ID No.3)相比：MutQ23Δ3不含有位于AGC01503的N端的信號肽序列“MIKLKKYGVLMLLLGVFGTSLA”；此外，在N末端，MutQ23Δ3比AGC01503多了氨基酸“GP”，但缺失了3個氨基酸，即缺失AGC01503的第23位至25位氨基酸“QTG”。

所述突變體MutQ23Δ3的最適pH為6.0；最適溫度為45℃，在0℃、10℃、20℃和30℃時分別具有14％、24％、46％和75％的酶活；50℃處理60min后，MutQ23Δ3仍然保持100％的酶活；該酶可水解菊粉產生果糖。

本發明提供了所述的耐熱性提高的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3的編碼基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發明的另一目的在于提供一種包含耐熱性提高的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3編碼基因的重組載體。

本發明的另一目的在于提供一種包含耐熱性提高的低溫外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3編碼基因的重組菌。

另外，本發明所述的外切菊粉酶突變體MutQ23Δ3在食品及釀酒制備中的應用也在本發明的保護范圍內。