[發(fā)明專利]一種粘細(xì)菌來源的淀粉分支酶及其基因，含有該基因的工程菌及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111177948.0
• 申請(qǐng)日: 2021-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN114317565B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔中利;葉現(xiàn)豐;劉威;黃彥;李周坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/54
• 分類號(hào): C12N15/54;C12N9/10;C12N15/70;C12N1/21;C12P19/18;C12P19/04;C12R1/19
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發(fā)明公開了一種粘細(xì)菌來源的淀粉分支酶及其基因，含有該基因的工程菌及其應(yīng)用。本發(fā)明提供了的淀粉分支酶基因，其核苷酸序列為：SEQ?ID?NO.1，所編碼的蛋白質(zhì)氨基酸序列為：SEQ?ID?NO.2。利用該基因構(gòu)建的工程菌株獲得的重組淀粉分支酶以木薯淀粉為測(cè)活底物，在最適反應(yīng)條件下，通過碘液檢測(cè)其比活力為19439.9±62.4U/mg。利用基因生產(chǎn)的淀粉分支酶可用于淀粉改性，包括慢消化淀粉或抗性淀粉的制備、具有抗老化特性的高分支度改性淀粉的制備以及冷水可溶性淀粉的制備等。所制備的改性淀粉可廣泛的應(yīng)用于食品、釀造、發(fā)酵、紡織工業(yè)和醫(yī)藥等工業(yè)，在解決實(shí)際問題的同時(shí)還可以取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于應(yīng)用工業(yè)微生物領(lǐng)域，公開了一種來源于粘細(xì)菌珊瑚球菌屬EGB(Corallococcus?sp.strain?EGB)的淀粉分支酶及其基因、含有該基因的工程菌及其在淀粉改性和制備抗性淀粉方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

淀粉作為自然界最豐富的碳水化合物之一，是人和動(dòng)物最主要的營養(yǎng)來源。根據(jù)糖苷鍵的類型，淀粉可以分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中直鏈淀粉是由α-1,4-糖苷鍵組成，而支鏈淀粉由α-1,4-糖苷鍵形成的直鏈和α-1,6-糖苷鍵連接的支鏈組成。根據(jù)食用后淀粉在動(dòng)物體內(nèi)的消化速率及消化程度，淀粉可以分為快消化淀粉(rapidly?digestiblestarch，RDS)，慢消化淀粉(slowly?digestible?starch，SDS)和抗性淀粉(resistantstarch，RS)。慢消化淀粉和抗性淀粉的形成與淀粉中糖苷鍵類型的比例及淀粉鏈長有至關(guān)重要的聯(lián)系。其中支鏈淀粉中DP＜13(Degree?of?polymerization，DP)的短鏈的占比越多，其越容易形成慢消化淀粉，當(dāng)直連淀粉中鏈長DP＜20時(shí)，更容易形成抗性淀粉。長期食用含有大量RDS的食物能夠顯著增加糖尿病、肥胖和心腦血管疾病的發(fā)病率，而SDS和RS由于其慢消化特性能夠顯著降低患上述疾病的風(fēng)險(xiǎn)。淀粉回生是淀粉在應(yīng)用過程中面臨的另一重要問題，其本質(zhì)是淀粉分子在分子勢(shì)能的作用下從高能態(tài)無序化逐漸趨于低能態(tài)有序化的過程。淀粉回生過程同樣與淀粉的分支度及鏈長密切相關(guān)。如鏈長在14-24之間有利于淀粉的回生。因此，通過改變淀粉分支度及鏈長制備改性淀粉能夠改善淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍和應(yīng)用潛力。

生物酶法因其安全性、高效性和專一性，是淀粉改性研究和制備中的一種重要方法。淀粉分支酶(α-1,4-glucan?branching?enzyme；EC?2.4.1.18)屬于糖苷水解酶13和57家族的一類糖基轉(zhuǎn)移酶，能夠催化分子間α-1,4-糖苷鍵的斷裂和α-1,6-糖苷鍵的形成進(jìn)而在淀粉分子主鏈上形成新的分支。目前，來源于植物、動(dòng)物和微生物的淀粉分支酶在制備改性淀粉方面均有報(bào)道，如來源于Thermomonospora?curvata的糖原分支酶能夠催化長直鏈淀粉底物轉(zhuǎn)化為溶解性好的高分支糊精產(chǎn)品(專利號(hào)：CN?108300750?A)；Thermobifidafusca來源的淀粉分支酶在大腸桿菌中表達(dá)制備抗性成分達(dá)到60％的抗性糊精(專利號(hào)：CN107384989A)以及采用環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶和淀粉分支酶處理制備慢消化淀粉(專利號(hào)：CN?108251475?A)等。雖然微生物來源的淀粉分支酶因其底物特異性高和催化產(chǎn)物分支度大等特性成為主要的工業(yè)用酶，然而，目前已報(bào)道的淀粉分支酶存在天然菌株產(chǎn)酶量少、酶活性和催化效率低等問題，使得高活性及性能優(yōu)良的淀粉分支酶資源的開發(fā)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新的淀粉分支酶基因，及其編碼的蛋白質(zhì)。

本發(fā)明的另一目的是提供含有該淀粉分支酶基因的基因工程菌。

本發(fā)明的又一目的是提供該蛋白及其編碼基因的應(yīng)用。

淀粉分支酶基因，其核苷酸序列為：SEQ?ID?NO.1，該基因全長(從起始密碼子到終止密碼子)為2178bp，G+C含量為69.65％，編碼725個(gè)氨基酸。