[發明專利]密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因及其表達載體

有效

• 申請號: 202010715456.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111876434B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 顧斌濤;熊大維;黃國昌;金丹鳳;黃筱萍;李鵬;劉蘭
• 申請（專利權）人: 江西省科學院微生物研究所
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N15/80;C12N1/15;C12R1/885
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本發明提供了密碼子優化的β?葡萄糖苷酶基因及其表達載體。本發明按照里氏木霉的密碼子偏好優化β?葡萄糖苷酶基因，可以導入里氏木霉獲得表達，能提高β?葡萄糖苷酶的產量，對提高木質纖維素的降解效率具有重要意義。

技術領域

本發明屬于分子生物學領域，具體涉及一種密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因及其表達載體。

背景技術

纖維素是植物光合作用的主要產物，是自然界含量最豐富的可再生碳源物質，充分利用纖維素資源生產還原糖及乙醇等化學品，對于解決人類面臨的能源危機、食品短缺和環境污染等問題具有及其重大的意義。

β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)，又稱纖維二糖酶，是纖維素酶的重要組分之一。纖維素酶是將纖維素分子降解為葡萄糖的一類酶系，根據纖維素酶的性質可分為外切-β-葡聚糖酶、內切-β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。外切-β-葡聚糖酶(又稱纖維二糖水解酶)作用于線狀纖維素大分子的兩個末端，從纖維素分子兩端依次切下纖維二糖分子；內切-β-葡聚糖酶作用于纖維素內部的非結晶區，通過隨機水解β-1,4-糖苷鍵將長鏈纖維素分子截短；β-葡萄糖苷酶降解纖維二糖和纖維三糖等纖維寡糖為葡萄糖。在纖維素酶組分水解纖維素過程中，三種組分通過協同作用將纖維素分子降解為葡萄糖。在纖維素的降解時，纖維二糖的積累會抑制外切-β-葡聚糖酶和內切-β-葡聚糖酶的活性，提高β-葡萄糖苷酶的活性，會增強纖維素的酶解效率。

纖維素酶在自然界中的分布很廣泛，在微生物、動物和植物中都有存在，其中在各類微生物報道較多。目前工業應用最廣泛的纖維素酶生產菌株為里氏木霉，用里氏木霉生產纖維素酶具有生產原料成本低、周期較短、污染少，對環境溫和等優點。里氏木霉能分泌較大量的外切-β-葡聚糖酶和內切-β-葡聚糖酶，但產β-葡萄糖苷酶的量較低，限制了酶解纖維素的效率。因此，提高里氏木霉酶系中β-葡萄糖苷酶的量，以期獲得高活力的纖維素酶，是提高里氏木霉纖維素酶酶解效率的關鍵。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因。

本發明的目的之二在于提供所述密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因的表達載體。

本發明的目的之三在于提供一種含有所述密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因的表達載體的宿主細胞。

本發明提供的一種密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1(序列表中的序列1)所示。

本發明提供的一種重組表達載體，其含有所述密碼子優化的β-葡萄糖苷酶基因。

本發明提供的一種宿主細胞，其含有所述重組表達載體。

進一步地，所述宿主細胞為里氏木霉。

本發明的有益效果：按里氏木霉的密碼子偏好優化了來源于葡萄汁曲霉中的β-葡萄糖苷酶基因，改造后的基因序列與野生型的序列(Genebank收錄號為XM_025636497)同源性為95.6％。密碼子偏好優化后的β-葡萄糖苷酶基因相對于野生型基因表達出較高酶活，可用于β-葡萄糖苷酶的合成。核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示的β-葡萄糖苷酶基因由全基因合成，并連接到里氏木霉外切-β-葡聚糖酶1啟動子下，并與潮霉素磷酸轉移酶啟動子及基因連接構建表達載體。采用原生質體轉化法將合成的β-葡萄糖苷酶基因導入到里氏木霉中，獲得重組木霉菌。

附圖說明

圖1為含原始β-葡萄糖苷酶基因的重組里氏木霉產酶折線圖。

圖2為含優化β-葡萄糖苷酶基因的重組里氏木霉產酶折線圖。

具體實施方式