[發明專利]一種類芽孢桿菌甲殼素酶及其應用

在審

• 申請號: 201811315015.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109652395A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 婁文勇;徐培;宗敏華;程建華;楊繼國
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12P19/14;C12P19/04;C12P19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

本發明公開了一種類芽孢桿菌甲殼素酶及其應用。該類芽孢桿菌甲殼素酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，編碼該類芽孢桿菌甲殼素酶的基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發明利用大腸桿菌表達系統，可高效可溶性表達該甲殼素酶。然后，利用以該酶和另一種甲殼素酶的混合酶溶液為催化劑，協同水解離子液體預處理后的蟹殼粉，和單一酶催化過程相比，雙酶協同催化的酶解效率提高了1.3?3.5倍。因此，該甲殼素酶及其協同另外一種甲殼素酶在蟹殼粉酶解過程中的應用，具有良好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種類芽孢桿菌甲殼素酶及其應用。

背景技術

甲殼素酶（Chitinase, EC.3.2.1.12）是一類可水解甲殼素中β-1,4糖苷鍵的水解酶，主要存在于細菌、真菌及植物中。根據其結構特征，可分為糖苷水解酶（Glycosidehydrolase, GH）18和19兩個家族，大部分細菌來源的甲殼素酶屬于GH18家族，而GH19家族甲殼素酶主要為植物來源。甲殼寡糖是甲殼素經甲殼素酶水解得到的低聚糖，在醫藥、食品保健和植物防御等方面的應用已經被發掘，并已成為甲殼素研究的一個熱點。在工業上，常用化學法（強酸、強堿）和物理法對甲殼素類生物大分子進行水解以制備甲殼低聚糖，但這兩種方法制備的殼寡糖產品性質不穩定、降解條件難以控制，且化學法對環境污染較嚴重。酶法轉化甲殼素為下游殼聚糖及殼寡糖類產品，是降低傳統化學法對環境造成污染的一個有效的解決途徑。蛋白酶及纖維素酶等非特異性酶的使用，雖然能在一定程度上緩解以上狀況，但專一性的不足限制了此類酶制劑的使用。因此，研發高活性的甲殼素酶對殼寡糖類產品的工業生產具有重要意義。

自然界中，多菌種混合發酵在纖維素類生物質的水解中發揮重要作用，而在此過程中，產生多種生物酶可實現對纖維素的高效利用。多酶協同催化可彌補單一酶制劑催化過程中的不足，同時可能存在的互相促進作用可進一步實現底物水解效率的最大化。

本發明研究人員前期從本課題組篩選的一株產甲殼素酶菌株中克隆得到一個甲殼素酶PpChi1，在前期工作基礎上，本發明從該菌株中克隆的到另一個甲殼素酶，實現其可溶性表達，對其進行表征，并考察了兩種甲殼素酶協同水解甲殼素制備甲殼寡糖的過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種類芽孢桿菌甲殼素酶及其應用，旨在提供一種高效降解甲殼素制備殼寡糖的方法，克服目前現有技術的不足。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案如下。

一種類芽孢桿菌甲殼素酶，所述類芽孢桿菌甲殼素酶的氨基酸序列如SEQ IDNO.1 所示。

優選的，編碼該類芽孢桿菌甲殼素酶的基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。

優選的，制備該類芽孢桿菌甲殼素酶的方法包括以下步驟：

將SEQ ID NO.2 所示的類芽孢桿菌甲殼素酶基因(PpChi2)與表達載體連接，構建重組載體，然后將重組載體轉入表達菌株中，誘導并獲得可胞內可溶性表達的類芽孢桿菌甲殼素酶。

優選的，所述類芽孢桿菌甲殼素酶基因來源于類芽孢桿菌菌株CS0611(分類命名為Paenibacillus pasadenensis CS0611，保藏單位為中國典型培養物保藏中心，保藏地址為中國.武漢.武漢大學，保藏編號為CCTCC NO：M2014458，保藏日期為 2014年10月8日)，為本實驗室篩選得到，其全基因組測序由深圳華大基因完成。

進一步優選的，所述表達載體為pET-22b,pET-28a及pET-30a中的一種。

進一步優選的，所述表達菌株為大腸桿菌BL21(DE3)。