[发明专利]一种宽pH适用性的木聚糖酶XYNA4及其基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种宽pH适应性木聚糖酶XYNA4及其基因和应用。

背景技术

木聚糖(xylan)是植物半纤维素的主要成分，广泛存在于自然界中，其含量仅次于纤维素是第二丰富的多聚糖(Collins et al.FEMS Microbiology Reviews.2005，29：3-23.)。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一类酶的总称。目前木聚糖酶在饲料，面包，啤酒、造纸、纺织、医药及能源等领域得到了日益广泛的应用。在造纸工业中，木聚糖酶可以应用于生物制浆、纸浆漂白、废纸脱墨处理处理等，特别是其在纸浆生物漂白中，木聚糖酶与传统的氯漂白配合，促使纸浆中残余木质素的降解和溶解性木质素的抽除，不但可以提高纸浆的白度和白度稳定性，改善纤维的滤水性和造纸性能，而且可以降低后续漂序化学物质的用量，减少富含氯化物的工业废水的排放，从而降低纸浆漂白对环境产生的污染(Polizeli et al.AppliedMicrobiology and Biotechnology.2005，67：577-591.)。

脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus)是一类嗜热耐酸菌。由于脂环酸芽孢杆菌(A.acidocaldarius)等可以引起巴氏灭菌果汁的腐败，产生难以接受的气味，加上其独特的生存能力。目前已引起全球食品工业和学术界的极大关注。目前关于来源于脂环酸芽孢杆菌来源的木聚糖酶基因及其克隆与表达还没有相关的报导。

由于在饲料和造纸工业中，动物胃肠道和漂白纸浆的pH值出现较大的波动。因此，获得新型具有优良pH稳定性和适用性的木聚糖酶的研究具有重大意义。克隆和分离具有高pH稳定性和适应性的的木聚糖酶可以更好的应用于饲料和造纸工业，而且可以降低生产成本，都是木聚糖酶应用于工业化生产所必需的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能高效应用的宽pH适应性木聚糖酶。

本发明的再一目的是提供编码上述宽pH适应性木聚糖酶的基因。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述宽pH适应性性木聚糖酶的基因工程方法。

本发明的另一目的提供上述宽pH适应性木聚糖酶的应用。

本发明的另一目的是提供一种脂环酸芽孢杆菌。

本发明从脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus hesperidum A4，(保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，100101)，其保藏号为：CGMCC No.3147，保藏日期：2009年6月29号)中分离得到一种新的宽pH适用性木聚糖酶XYNA4。

本发明提供了一种宽pH适应性木聚糖酶XYNA4，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

SEQ ID NO.1：

MTDTYRNIPSLSERYRPYFRIGAAVNAKSLNTHRDLLVTHFNSVTAENEMKWEEIHPEQDRYEFAKADALVNFAREHGMFVRGHTLVWHNQTPAAVFLDDLGQTATAAVVERRLEEHVATVLGRYHNDIYDWDVANEAVVDAGTGFLRDSRWLQTLGDDYIAKAFRIAHQAAPDALLFYNDYNETKPDKSERIYKLVAG L LDEGVPIHGIGMQGHWMLDDPALDEIERAIDRYASLGVHLHITELDVCVYGNVHGTGGQSQEVLPYDDELAKRLAERYRSLFSSLRARKDVIESVTFW

该酶基因编码338个氨基酸，因此成熟的木聚糖酶XYNA4的理论分子量为38.6kDa。

本发明的木聚糖酶XYNA4在中性及酸碱性范围内均具有较高活性。本发明筛选到一种脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus hesperidum A4(CGMCCNo.3147)所产生的木聚糖酶，其在大肠杆菌的重组酶最适pH值为7.0，在pH3.8～9.4的范围内维持40％以上的酶活性；在pH6.2～9.4的范围内维持60％以上的酶活性；在pH2.6～12.0的范围内37℃保温60分钟，能够保持90％以上的酶活性。最适温度为55℃，在45℃-65℃间均具有60％以上的酶活力；在60℃保温60分钟，剩余酶活达到90％以上。这种性质的木聚糖酶还未曾有过报道。