[發明專利]一種巴倫葛茲類芽孢桿菌β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201811105536.4
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109182303B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 江正強;劉翊昊;閆巧娟;馬帥;楊紹青
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N9/24
• 分類號: C12N9/24;C12N15/56;C12N1/21;C12P19/26;C12P19/14;C12P19/02;C12R1/19
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;秦夢楠

本發明公開了一種巴倫葛茲類芽孢桿菌β?N?乙酰氨基葡萄糖苷酶及其編碼基因與應用。本發明提供的β?N?乙酰氨基葡萄糖苷酶PbNag39的酶學性質優異，對幾丁二糖的比酶活為28.3U/mg，水解幾丁寡糖的終產物均為N?乙酰氨基葡萄糖。將該β?N?乙酰氨基葡萄糖苷酶與幾丁質酶協同水解幾丁質粉末，可高效制備得到N?乙酰氨基葡萄糖。本發明的β?N?乙酰氨基葡萄糖苷酶具有比酶活高、熱穩定性好和水解特性優異的特點，能在較廣泛的pH范圍內穩定并發揮催化作用，在幾丁質轉化中具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種巴倫葛茲類芽孢桿菌β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶及其編碼基因與應用。

背景技術

幾丁質是β-N-乙酰氨基葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的線性多糖，廣泛存在于自然界中，其含量僅次于纖維素。幾丁質廣泛存在于甲殼綱動物蝦蟹的甲殼、昆蟲的外殼以及植物和真菌的細胞壁中(LvY.M.,Laborda P.,Huang K.,et al.Highly efficientand selective biocatalytic production of glucosamine from chitin.GreenChemistry,2017,19:527-535)。幾丁質降解酶系按酶切位置和作用方式不同可分為內切幾丁質酶(endochitinase，EC 3.2.1.14)、外切幾丁質酶(exochitinase，EC 3.2.1.14)和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-N-acetylglucosaminidase，EC 3.2.1.52)。內切幾丁質酶能隨機水解幾丁質主鏈中β-1,4-糖苷鍵，產生低分子量的幾丁寡糖，而β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶則從幾丁寡糖的非還原端逐個切下N-乙酰氨基葡萄糖。

根據氨基酸序列的同源性，現有β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶分屬于糖苷水解酶3、20、84和116家族。迄今，絕大多數β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶屬于糖苷水解酶3、20和84家族，少數屬于糖苷水解酶116家族，糖苷水解酶18家族的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶尚未見報道。

N-乙酰氨基葡萄糖長期以來廣泛應用于食品、醫藥和化妝品等行業(Chen J.K.,Shen C.R.and Liu C.L.N-Acetylglucosamine:Production andApplications.MarineDrugs,2010,8:2493-2516)。傳統上，N-乙酰氨基葡萄糖是通過酸水解幾丁質產生，產生的大量酸性廢棄物會導致嚴重的環境污染(Patil N.S.and Jadhav J.P.Enzymaticproduction of N-acetyl-D-glucosamine by solid state fermentation of chitinaseby Penicillium ochrochloron MTCC 517 using agriculturalresidues.International BiodeteriorationBiodegradation,2014,91:9-17)。因此，N-乙酰氨基葡萄糖的綠色生物生產具有重要的意義和應用價值。近年來，酶法制備N-乙酰氨基葡萄糖因其高效無污染而被廣泛關注。如專利號2015107793579利用幾丁質酶與幾丁質的親和吸附可高效生產N-乙酰氨基葡萄糖。Suresh等(Suresh P.V.and KumarP.K.A.Enhanced degradation of a-chitin materials prepared from shrimpprocessing byproduct and production of N-acetyl-D-glucosamine by thermoactivechitinases from soil mesophilic fungi.Biodegradation,2012,23:597-607)利用幾丁質酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶水解幾丁質粉末生產N-乙酰氨基葡萄糖，得率為23.7％。