[發明專利]一種海洋細菌來源酯酶Erp3及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201910231431.1
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109943550B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 周鵬;丁祎;許學偉;吳月紅;洪利國;程虹
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: C12N9/16
• 分類號: C12N9/16;C12N15/55
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐飛虎;徐關壽

本發明公開了一種海洋細菌來源新型耐有機溶劑酯酶Erp3及其編碼基因與應用。本發明涉及的酯酶基因Erp3來自海洋細菌Erythrobacter pelagi JCM 17468，所述的酯酶基因經異源表達后，具有較高的酯酶活性，底物為對硝基苯酚己酸酯(C6)時催化活性最高，酶活為445.82U/mg。酯酶Erp3具有良好的耐有機溶劑的特性，特別是在甲醇、乙醇、二甲基亞砜和N，N?二甲基甲酰胺條件下，酶學活性增大。該酯酶活性高，成本低廉，可應用于食品加工及風味改良、油脂水解、精細化工、制藥、廢水處理和環境修復等高有機溶劑條件下的工業生產。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及一種海洋細菌來源新型耐有機溶劑酯酶、其編碼基因及其應用。

背景技術

海洋占據地球表面積的71％，是一個巨大的微生物資源寶庫，蘊含著大量的類型多樣、功能未知的新型基因。近年來，為滿足人們日益增長的物質需求，一些能適應極端反應條件的應用酶在工業生產中發揮了重要的作用，從海洋等極端環境中分離出具有這些特征(耐高溫、耐低溫、耐酸、耐堿、耐鹽、耐重金屬等)的新型功能基因也越來越受到人們的重視。而微生物由于其來源的酶具有產量高、反應穩定、副產物毒性小及分子生物學操作簡單等優點，成為工業應用酶的主要來源。

隨著基因組測序技術的發展，基于序列分析及比對的方法，使得越來越多的脂類水解酶基因從微生物基因組、數據庫中被發掘出來，其優點是能夠更直接更高效得篩選出序列完整的新酯酶，目前，這種基因預測分析法已經成為發現和鑒定新興工業催化劑的一種非常重要的手段。

本發明利用生物信息學手段從一種海洋細菌中篩選到一種新型酯類水解酶基因，并對該基因進行了重組表達，重組酶具有高度耐有機溶劑的特點，可用于食品加工、制藥、洗滌、廢水處理和環境修復等高有機溶劑含量的工業領域。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的海洋細菌來源酯酶、其編碼基因及其制備方法，該酯酶可用于酯類降解及其他酯類化合物的生物催化和轉化。

本發明涉及一種酯酶，其是具有如下(1)或(2)特征的蛋白質：

(1)其氨基酸序列與SEQ ID NO.2所示蛋白質序列一致；

(2)其為SEQ ID NO:2所示蛋白質的遠離催化中心位置進行各種取代、添加和/或缺失一個或幾個氨基酸得到的突變體，該突變體具有與SEQ ID NO:2所示的蛋白序列至少90％以上的同源性及至少90％以上的酯酶活性。

本發明從一株海洋紅色桿菌Erythrobacter pelagi JCM 17468(購自日本微生物菌種保藏中心)的全基因組序列中，篩選獲得酯酶基因Erp3，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。酯酶基因Erp3大小為954bp，堿基組成為173A(18.13％)、166T(17.40％)、314C(32.91％)和301G(31.55％)，編碼蛋白大小為317個氨基酸殘基，其氨基酸序列如SEQ IDNo.2所示。將該酯酶Erp3氨基酸序列在GenBank數據庫中進行同源搜索，與之一致性最高的酯酶來源于赤桿菌屬細菌(Erythrobacter sp.HI0063)，相似性為89％(其在GenBank數據庫中的注冊號為WP_067678891.1)。系統發育分析結果表明，酯酶Erp3屬于酯酶家族中的第Ⅳ家族。氨基酸序列分析結果表明，酯酶Erp3具有甘氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、丙氨酸和甘氨酸組成的保守區(氨基酸位置為161至165)。綜上所述，酯酶Erp3應為酯酶家族中的一名新成員。