[發明專利]一種中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD及其編碼基因和應用

在審

• 申請號: 202211422838.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN116083397A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 郭永鵬;王志祥;張薇;陳曉爽;張杏柯
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12N9/18
• 分類號: C12N9/18;C12N15/70;C12N15/81;C12N1/21;C12N1/19;A23L5/20;A23L29/00;A23K20/189;C12R1/19;C12R1/84
• 代理公司: 鄭州萬創知識產權代理有限公司 41135
• 代理人: 任彬

本發明公開了一種中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD及其編碼基因和應用，屬于農業生物技術領域；本發明所涉及的玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，其編碼基因hazhd的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，上述水解酶HaZHD可以用于水解玉米赤霉烯酮和隱蔽型玉米赤霉烯酮；本發明所涉及的玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD的重組表達載體優選為pET?31b?hazhd和pPICZαA?hazhd，所述重組菌株優選為大腸桿菌和畢赤酵母；本發明還公開了一種含有上述玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD的添加劑及其應用。本發明提供的玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD能夠同時水解玉米赤霉烯酮和隱蔽型玉米赤霉烯酮，在飼料和食品中霉菌毒素脫毒領域具有重要應用前景。

技術領域

本發明屬于農業生物技術領域，具體涉及一種中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD及其編碼基因和應用。

背景技術

玉米赤霉烯酮（Zearalenone,?ZEN）又稱F-2毒素，是一種主要由禾谷鐮刀菌和串珠鐮刀菌等鐮刀菌屬真菌產生的有毒次級代謝產物。ZEN是一種雌激素類似物，能夠引起動物和人內分泌紊亂和生殖障礙，此外ZEN還具有肝臟毒性、免疫毒性和腸道毒性。飼料中污染的ZEN還會在肉、蛋、奶中殘留，引發動物源性食品安全問題，全世界范圍內有45%的飼料和飼料原料受到ZEN污染，給飼料工業和畜禽養殖業造成巨大經濟損失。近年來研究發現，ZEN還會以硫酸酯化、糖苷化和谷胱甘肽化修飾的形式存在于谷物中，稱之為“隱蔽型玉米赤霉烯酮”，常見的隱蔽型玉米赤霉烯酮包括玉米赤霉烯酮-14-硫酸鹽（Zearalenone-14-Sulfate，ZEN-14-S）、玉米赤霉烯酮-16-硫酸鹽（Zearalenone-16-Sulfate，ZEN-16-S）、玉米赤霉烯酮-14-葡萄糖苷（Zearalenone-14-Glucoside，ZEN-14-G）和玉米赤霉烯酮-16-葡萄糖苷（Zearalenone-16-Glucoside，ZEN-16-G）。隱蔽型玉米赤霉烯酮自身不具有毒性或毒性較弱，但在人和動物消化道微生物作用下可以轉化成玉米赤霉烯酮進而產生毒性。

谷物在生長、收獲和儲存各個環節均可能感染產毒素霉菌，通過選用抗霉菌的作物品種，采取適當的田間管理措施，在收獲和儲存過程中嚴格控制水分含量和環境溫濕度以及添加防霉劑等措施可以在一定程度上減少ZEN污染發生。對于已經受到ZEN污染的谷物和飼料，常用的脫毒方法可以分成物理法、化學法和生物法。物理法又可以分成兩類，一類是在谷物和飼料中添加有機或無機吸附劑，另一類則是通過輻照加工、微波加熱和等離子體處理等。化學法包括臭氧熏蒸、氨化處理、酸化處理以及電解氧化水浸泡等。生物法是指利用特定的微生物及其產生的酶催化ZEN轉化成無毒或低毒代謝產物的處理方法，生物降解法相比于物理和化學法具有安全高效、綠色環保、對飼料和食品營養價值和感官品質影響小以及易于規模化推廣應用等優點，被認為是最有應用前景的ZEN脫毒方法。

目前有多種酶被公開報道具有降解ZEN的功能，包括來源于地衣芽孢桿菌的漆酶CotA、來源于枯草芽孢桿菌的染料脫色過氧化物酶DyP和來源于粉紅粘帚霉的內酯水解酶ZHD101等。ZEN水解酶ZHD101，以及近年來報道的其他ZEN水解酶如Zhd11B、CbZHD、ZENC、Zhd518和ZHD607等的最適反應pH在8.0-10.0之間，然而動物和人腸道pH在6.0-8.0之間，導致這些ZEN水解酶在動物和人腸道環境中水解ZEN活性低。另外，這些ZEN氧化酶和水解酶能否同時降解隱蔽型ZEN尚缺乏研究。

因此，亟需一種玉米赤霉烯酮水解酶，能夠同時高效水解ZEN和隱蔽型ZEN。

發明內容

本發明的目的是：提供一種中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD及其編碼基因和應用，該中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD能夠同時高效水解玉米赤霉烯酮和隱蔽型玉米赤霉烯酮。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種中性玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD，所述玉米赤霉烯酮水解酶HaZHD的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。

SEQ?ID?NO.1：