[发明专利]一种低温木聚糖酶BA-XYL11A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，涉及一种低温木聚糖酶BA-XYL11A及其基因和应用。

背景技术

半纤维素作为植物细胞壁的主要组分，是陆生植物中继纤维素之后含量最丰富的碳水化合物，约占植物干重的35％。其中木聚糖是半纤维素中的代表性组分，是自然界中含量仅次于纤维素的第二丰富的多聚糖，几乎占地球可更新有机碳含量的三分之一(Collins et al.FEMS Microbiology Reviews.2005，29：3-23.)。但是木聚糖是一种杂聚多糖，它的主链是由吡喃木糖通过β-1，4糖苷键连接而形成的，在主链的吡喃木糖环的2号，3号和5号位有不同的取代基。这些取代基包括4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸残基、α-L-阿拉伯糖残基、O-乙酰基等，其中α-L-阿拉伯糖残基上又可与阿魏酸和香豆酸等酚酸酯化。

木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一类酶，它能够随机地切割木聚糖主链骨架β-1，4糖苷键，最后生成木糖、寡聚木糖或带有侧链的寡聚木糖。虽然木聚糖的完全降解需要多种酶的协同作用，包括：β-D-木糖苷酶、α-D-葡萄糖醛酸苷酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、乙酰木聚糖酯酶、阿魏酸酯酶等酶；但是在木聚糖的降解过程中，内切-1，4-β-D-木聚糖酶，也就是我们通常所说的木聚糖酶，从木聚糖的主链内部随机切割吡喃木糖残基之间的β-1，4-连接键，发挥的作用是最主要和最重要的。它们是木聚糖降解相关酶中研究最多和最有应用价值的一类酶。

木聚糖酶在多个领域有着重要的应用：作为饲料添加剂可以消除饲料里的木聚糖的抗营养作用，提高饲料的营养价值和利用率；在造纸工业上，可以用于纸浆的漂白，减少环境的污染；在食品行业上，可以用来生产功能性低聚木糖、面包发酵等；在能源上，可以用来水解木聚糖得到的木单糖发酵生产的燃料乙醇等等。此外，木聚糖酶在纺织、医药等其它行业也有广泛的应用。据报道各种微生物如细菌和真菌等都能产生木聚糖酶。但获得新型具有优良特性木聚糖酶的研究仍具有重大意义。低温木聚糖酶由于其在低温环境中具有较高的酶活，相对于中温或高温木聚糖酶有其特有的应用优势(Gerday et al.Trends Biotechnology.2000，18：103-107)。比如水产动物由于水体环境影响其肠道温度偏低，因此低温木聚糖酶更适合作为水产饲料添加剂使用以提高养殖鱼类对饲料中营养成分的吸收。同时，在食品工业中，低温木聚糖酶与果胶酶及纤维素酶同时在低温作用可有效降低果汁黏度，有效提高果汁口味。因此开发新型的低温木聚糖酶将对推动木聚糖酶在各种工业中应用。目前报道的低温木聚糖酶为第十和第八家族的木聚糖酶，而对糖苷水解酶第十一家族的木聚糖酶还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温木聚糖酶BA-XYL11A。

本发明的另一目的是提供编码上述低温木聚糖酶的基因BA-xyl11A。

本发明的另一目的是提供包含上述低温木聚糖酶基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述低温木聚糖酶基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供制备上述低温木聚糖酶的方法。

本发明的另一目的是提供上述低温木聚糖酶的应用。

本发明从Bispora antennata CBS 126.38菌株中获得了一种低温木聚糖酶BA-XYL11A，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示：

MVSFSSLIFV VAAAVGVAAA PSEVLVERGG TPSSTGTNNG FYYSFWTDGA

GDITYTNGAA                                      60

GQYNVKWSGN NGNFVGGKGW NPGSGRVINY SGTYCPNGNS

YLSIYGWTRN PLIEYYIVEN                           120

YGTYNPSSAA TKKGSITVDG SNYDILQTTR TNQPSIDGTK TFQQYWSVRT

SKRSSGSVNT                                      180

QAHFDAWAKV GMKLGTEFNY LIVATEGYFS SGSATITVS      219

其中，该酶全长219个氨基酸，N端19个氨基酸为其预测的信号肽序列“MVSFSSLIFV VAAAVGVAA”。