[發(fā)明專利]一種耐高溫酸性的果膠酶TsPec及基因與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910371940.4
• 申請(qǐng)日: 2019-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN110129303B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊江科;彭小波;韓正剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢輕工大學(xué);中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會(huì)（中國大洋事務(wù)管理局）
• 主分類號(hào): C12N9/26
• 分類號(hào): C12N9/26;C12N15/56;C12N15/81;C12N1/19;C12R1/84
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐高溫的酸性果膠酶TsPec及基因與應(yīng)用。所述果膠酶TsPec的核心氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示，并且，SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列中77位和81位的半胱氨酸形成二硫鍵，194位和210位的半胱氨酸形成二硫鍵，272位和317位的半胱氨酸形成二硫鍵。所述果膠酶堿基序列與SEQ ID NO：2的序列具有95％以上的同一性。本發(fā)明顯著提高了人工合成的果膠酶基因TsPec在畢赤酵母細(xì)胞中的表達(dá)量，顯著提高了果膠酶的活性、溫度穩(wěn)定性和表達(dá)水平，獲得了在畢赤酵母中高水平表達(dá)的、高酶活力、耐高溫的酸性果膠酶及基因。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種耐高溫酸性的果膠酶TsPec及基因序列、以及重組表達(dá)載體、重組表達(dá)菌株、該果膠酶TsPec的應(yīng)用和一種水解果膠的方法。

背景技術(shù)

果膠是存在于植物的果實(shí)等器官中的一種天然高分子產(chǎn)物。它是植物細(xì)胞壁的組成成分，是相鄰細(xì)胞間的粘結(jié)物，使植物細(xì)胞黏結(jié)在一起。天然果膠類物質(zhì)通常以原果膠、果膠和果膠酸的形態(tài)存在于植物組織和器官中。果膠是一種線形的糖類高聚物，其主鏈主要由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖半乳糖醛酸殘基組成，分子量約為50000～150000。作為一種天然高分子化合物，果膠具有良好的膠凝化和乳化穩(wěn)定作用。廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化及紡織行業(yè)。另一方面，果膠對(duì)果汁、果酒等飲料的加工、飼料的營養(yǎng)利用以及造紙和麻類脫膠等均有顯著影響。

果膠酶是指分解果膠質(zhì)的酶類的總稱。通常包括果膠酯酶、聚半乳糖醛酸、果膠裂解酶等。它們能催化果膠解聚或者催化果膠分子中的酯水解。果膠酶可根據(jù)其最適應(yīng)的作用pH值分為酸性果膠酶和堿性果膠酶。

酸性果膠酶在食品工業(yè)應(yīng)用較為廣泛，主要涉及果蔬汁的榨取和澄清、天然產(chǎn)物提取以及飼料加工等。果膠酶可以降解果膠，在很多行業(yè)均有應(yīng)用。果膠酶在果蔬汁澄清、果酒釀造、天然產(chǎn)物提取、榨油、飼料、造紙、紡織、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中均有涉及。果膠酶最先應(yīng)用于果蔬汁加工工藝中。由于果汁一般為酸性，所以應(yīng)用的主要為酸性果膠酶。加入果膠酶可以提高出汁率、降低果蔬汁的黏度、增加果蔬汁的透光率。另外將果膠酶與淀粉酶混合處理澄清果汁，可減少50％的過濾時(shí)間。在果酒釀造領(lǐng)域，葡萄漿用果膠酶處理后可改善酒的澄清度和成色。果膠酶可以一定程度破壞葡萄的細(xì)胞壁，降低果汁的粘度，促進(jìn)色素的溶解，改善葡萄酒的品質(zhì)。在榨油加工領(lǐng)域，如果在榨油之前用果膠酶進(jìn)行前處理，使細(xì)胞壁通透，可以提高出油率，增加酚類物含量，改善油的濁度、色澤。在飼料領(lǐng)域，果膠酶加入飼料當(dāng)中可降低抗?fàn)I養(yǎng)因子，增加飼料利用率，降低食物糜的黏度，減少家禽糞便量。果膠酶是一種綠色飼料添加劑，在飼料的生產(chǎn)應(yīng)用中日益普遍。

盡管果膠酶在食品、飼料、農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但仍然存在需要解決的關(guān)鍵問題：1)酶的比活力低。天然存在的果膠酶活性普遍較低，對(duì)果膠的水解效率低。2)果膠酶在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本較高。3)果膠酶的高溫穩(wěn)定性較差，特別是在飼料工業(yè)中，高溫制粒工藝易使不耐熱的果膠酶失去活性。

因此，需要對(duì)果膠酶進(jìn)行改造，從而提高酶對(duì)溫度的穩(wěn)定性，提高其表達(dá)水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高水平表達(dá)的耐高溫酸性果膠酶TsPec及基因序列、以及重組表達(dá)載體、重組表達(dá)菌株、該果膠酶TsPec的應(yīng)用和一種水解果膠的方法。本發(fā)明的果膠酶基因TsPec表達(dá)出的果膠酶TsPec的最適宜溫度為75℃，最適pH值為5.0。