[發明專利]一種具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其編碼基因及其應用

有效

• 申請號: 201910010979.3
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109679937B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 肖亞中;房偉;薛賽賽;方澤民;劉娟娟
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C12N9/28
• 分類號: C12N9/28;C12N15/56;C12N1/21;C12N15/70;C12P19/14;C12P19/12;C12R1/19
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其編碼基因及其應用，其中生淀粉水解酶名稱為AmyZ1，其氨基酸序列為如下序列中的一種：(1)序列表中的SEQ ID No：2；(2)序列表中的SEQ ID No：2經取代、缺失或添加一個或幾個氨基殘基且編碼相同功能蛋白質的氨基酸序列。本發明生淀粉水解酶來自海洋細菌Pontibacillus sp.ZY，具有高比酶活力，其對生淀粉及可溶性淀粉均具有高比酶活；且可于較低溫度條件下，高效水解20?30％的高濃度生淀粉，具有潛在應用價值。

技術領域

本發明涉及一種具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其編碼基因及其應用，屬于生物技術領域。

背景技術

α-淀粉酶(α-amylase，EC 3.2.1.1)可作用于淀粉、多糖及寡糖內部的α-1,4-葡萄糖苷鍵，產生α-異頭物構型保留的低聚麥芽糖和葡糖糖。α-淀粉酶在淀粉轉換成低聚糖的過程中起著非常重要的作用，因此對于以淀粉作為基本能量來源的有機體來說是至關重要的。另外，α-淀粉酶是苷水解酶類中一類重要的工業用酶，其被廣泛應用于食品加工、污水處理、制藥工業、釀酒工業、新型生物能源應用方面。

淀粉是一種廉價的能源物質，已廣泛用于工業生產中。傳統的淀粉降解主要包括淀粉糊化和淀粉酶解兩個步驟。天然的生淀粉顆粒不能被普通的淀粉降解酶直接降解，只有通過高溫糊化破壞生淀粉顆粒的結構，促使生淀粉變為熟淀粉，淀粉長鏈才能被淀粉降解酶有效切斷。酶促淀粉轉化的傳統過程需要高能量輸入并導致淀粉基產品的成本增加。為了節省能量和成本，能夠在較低溫度下水解高濃度生淀粉的α-淀粉酶引起了越來越多的關注。在已發現的α-淀粉酶中，只有不足10％的酶具有降解生淀粉的能力。此類酶直接作用不經糊化的生淀粉，可有效的簡化現代發酵工業中的生淀粉的前期處理過程。至今，已從Bacillus sp.，Aspergillus sp.，Geobacillus sp.和Rhizopus sp.等種屬微生物中發現了具備生淀粉水解能力的α-淀粉酶，能有效的降解小麥、玉米、馬鈴薯等生淀粉，但水解生淀粉的反應多在60℃以上高溫條件下進行，或者通過延長反應時間以提高水解率。本發明AmyZ1淀粉酶能夠在30～35℃水解20～30％底物濃度的生淀粉，反應4h后，大米、玉米、小麥等的水解率可達到37％以上，十分高效節能，具有潛在應用價值。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供了一種具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其編碼基因及其應用。

本發明具有高比酶活力的生淀粉水解酶，名稱為AmyZ1，為海洋細菌來源，其原始來源于中國南海永興島針葉藻海底沉積物樣品中篩選的Pontibacillus sp.ZY菌株，其氨基酸序列為如下序列中的一種：

(1)序列表中的SEQ ID No：2；

(2)序列表中的SEQ ID No：2經取代、缺失或添加一個或幾個氨基殘基且編碼相同功能蛋白質的氨基酸序列。

編碼所述生淀粉水解酶的基因，其核苷酸序列為如下序列中的一種：

(1)序列表中的SEQ ID No：1；

(2)序列表中的SEQ ID No：1經取代、缺失或添加一個或幾個核苷酸且編碼相同功能蛋白質的核苷酸序列；

(3)編碼序列表中SEQ ID No：2蛋白質序列的多核苷酸序列。

含有所述生淀粉水解酶基因并能產生所述生淀粉水解酶的菌株，名稱為Escherichia coli BL21(DE3)/pET22b(+)-amyZ1，由中國典型培養物保藏中心CCTCC保藏，保藏編號CCTCC NO：M 2018893，保藏日期為2018年12月13日。

本發明生淀粉水解酶的重組表達菌株的構建方法，包括如下步驟：