[發明專利]一株高產酸性乳糖酶的黑曲霉菌株

有效

• 申請號: 202010253116.1
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN113493799B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 徐曉東;陸娜;吳佳鵬;張金祥
• 申請（專利權）人: 青島蔚藍生物股份有限公司;濰坊康地恩生物科技有限公司;青島蔚藍生物集團有限公司
• 主分類號: C12N15/80
• 分類號: C12N15/80;C12N1/15;C12N9/38;C12N15/56;C12R1/685
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本發明涉及基因工程技術領域，具體提供了一株高產酸性乳糖酶的黑曲霉菌株。申請人首先將來源于米曲霉（Aspergillus oryzae）的酸性乳糖酶基因在黑曲霉（Aspergillus niger）宿主中過表達，構建得到高效表達酸性乳糖酶的黑曲霉工程菌，然后進一步通過紫外誘變方法篩選獲得一株酸性乳糖酶產量顯著提高的突變菌株，保藏編號為CGMCC No.19280，可廣泛應用于酸性乳糖酶的生產，有利于降低該酶的生產成本。

技術領域

本發明屬于基因工程和微生物改造技術領域，具體內容涉及一株高產酸性乳糖酶的黑曲霉突變菌株。

技術背景

乳糖酶能水解乳糖生成葡萄糖和半乳糖，還可以通過半乳糖苷轉移作用生成功能性低聚半乳糖，又稱β-D-半乳糖苷酶（β-D-galactoside-galactohydrolaseE.C.3.2.1.23）。通常在乳制品行業中用來降低乳制品中乳糖含量，解決乳糖不耐癥；除了水解乳糖外，乳糖酶還具有轉苷能力，可以利用乳糖合成低聚半乳糖。乳糖酶在自然界中廣泛存在，不僅存在于細菌、真菌、霉菌等常見微生物中，而且在動物的皮膚和腸道組織、植物的葉莖種子也廣泛存在。其中，對微生物來源的乳糖酶研究最為廣泛。

不同來源的乳糖酶性質各異，正是這種性質的多樣性大大提高了其在食品工業的應用。目前，商品化的乳糖酶主要來源于微生物。以大腸桿菌（Escherichia coli）、黑曲霉（Aspergillus niger）、乳糖發酵酵母（Kluyveromyces lactis）以及臭曲霉（A.foetidus）的變異株為適宜。其中，作為食品安全菌的曲霉以及克魯維酵母屬來源的乳糖酶的研究最為廣泛。例如，Frezel等比較了米曲霉、棘孢曲霉以及克魯維乳酸菌來源的乳糖酶的轉苷能力。除了具有食品安全菌的優良特性外，反應pH偏酸性也是真菌來源乳糖酶的優勢。例如，Kluyveromyces fragilis和A. niger來源的乳糖酶最適pH為4.0-4.5，并且在pH 3.0-7.0之間穩定性都比較好，最適溫度為55℃，比較適用于酸性乳酪中乳糖的水解。Isobe等從溫泉中分離出Teratosphaeria acidotherma AIU BGA-1，發現其來源的乳糖酶能夠在酸性到中性pH范圍內均保持很高的活性。

目前，細菌來源的乳糖酶很少被應用于生產低聚半乳糖，但隨著越來越多的基因被挖掘，其生產低聚半乳糖的優勢也逐漸體現出來。例如，很多嗜冷菌、嗜熱菌等從極端環境分離的菌株來源的乳糖酶往往具有特殊的優良性質。Goodman等對嗜熱脂肪芽桿菌（Bacillus stearothermophilus AT-3）來源的乳糖酶進行了克隆表達，其最適作用溫度為65℃，最適pH 為6.0-6.4。除了嗜熱嗜冷菌外，乳酸菌來源的乳糖酶也受到廣泛研究。乳酸菌作為益生菌，在食品生產中具有重要應用價值。因此，目前對乳酸菌來源的乳糖酶研究也比較多。

食物進入消化道后，在消化過程中需要經過不同的pH過程，從pH 1.8-5.5的大范圍變化，在胃里還要忍受胃蛋白酶的降解作用。因此，為了能夠在消化道中更加有效的水解奶制品中的乳糖，理想中的乳糖酶應具有耐酸、抗蛋白酶的特性，還要在生理溫度和低pH具有高活性。

但目前常用的乳糖酶生產菌株的產量普遍偏低，導致乳糖酶的成本居高不下，嚴重限制了其在食品等工業領域的廣泛應用。因此，現在急需開發一種乳糖酶產量高且乳糖酶性質優異的生產菌種。

發明內容

本發明為解決現有技術問題，提供了一株高產酸性乳糖酶的黑曲霉菌株。申請人首先將來源于米曲霉（Aspergillus oryzae）的酸性乳糖酶基因在黑曲霉（Aspergillus niger）宿主中過表達，構建得到高效表達酸性乳糖酶的黑曲霉工程菌，然后進一步通過紫外誘變方法篩選獲得一株酸性乳糖酶產量顯著提高的突變菌株，可廣泛應用于酸性乳糖酶的生產，有利于降低該酶的生產成本。