[发明专利]一种甘露聚糖酶及其重组表达菌株

说明书

技术领域

本发明属于微生物工程技术领域，具体涉及一种甘露聚糖酶及其重组表达菌株。 

背景技术

自然界中，植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素及木质素等物质组成。甘露聚糖是植物半纤维素的重要组分，是仅次于纤维素的第二大可再生的半纤维素碳水化合物，其由β-1，4-D-甘露糖连接而形成线状多聚体，在多糖的侧链上主要有葡萄糖基、乙酰基和半乳糖基等取代基团。甘露聚糖具有亲水性，在单胃动物的消化道内大量吸水，增加了消化道内容物的粘度，从而抵抗胃肠的蠕动，直接影响动物对营养物质的消化和吸收。近年来，随着豆类产品（豆粕等）在动物饲料中的广泛应用，甘露聚糖的抗营养作用也越来越受到重视。而在饲料中添加酶制剂是解决这一问题的主要途径。 

甘露聚糖酶能有效分解甘露聚糖，其包括外切酶、内切酶和甘露糖苷酶，三种酶协同作用才能将甘露聚糖彻底降解。其中，β-1, 4-D-甘露聚糖酶（EC 3.2.1.78）又称为甘露聚糖酶，属于内切酶；它能水解β-1, 4-D-甘露糖苷键，生成甘露寡糖或甘露多糖，属于半纤维素酶类。12593053210086 

甘露聚糖酶通过分解甘露聚糖能降低消化道内容物粘度，破坏细胞壁的结构，使营养物质与消化酶充分接触，提高动物内源酶（如淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶等）的活性，改善肠道微生物菌群和提高肠粘膜的完整性等功能。因此加入甘露聚糖酶来分解甘露聚糖，使之转化为甘露低聚糖，能降低甘露聚糖的抗营养作用，从而提高饲料的利用率，促进畜禽生长，并减轻对环境的污染。另外，甘露聚糖酶降解甘露聚糖生成的甘露低聚糖，能吸附病原菌、促进肠道的繁殖和定植，减少抗生素的添加量。 

目前已商业化的甘露聚糖酶主要来自芽孢杆菌、木霉和青霉。芽孢杆菌所产甘露聚糖酶属于中性甘露聚糖酶，最适pH为6.5，不耐胃酸和胃蛋白酶。木霉和青霉所产甘露聚糖酶虽具有耐酸性特点，但是不耐受胃蛋白酶。而甘露聚糖酶在单胃动物体内的作用位点决定了饲料中使用的甘露聚糖酶必须是酸性的（如下表）。 

甘露聚糖酶在单胃动物体内的作用位点 

pH值 嗉囊 肌胃（胃） 小肠 禽 4.67 2.94 5.8-6.2 猪 —— 3.0 6.0-6.4

[0008] 因此，为了更好的提高单胃动物对含甘露聚糖饲料的利用率，就需要获得能够在低pH条件下具有高活性的甘露聚糖酶。 

发明内容

本发明的目的是提供一种甘露聚糖酶及其重组表达菌株，即一种新型的甘露聚糖酶，以及能对甘露聚糖酶进行修饰，使重组表达的甘露聚糖酶在酸性环境中具有稳定的酶活，且对胃酸、胃蛋白酶或胰蛋白酶具有较强的耐受性的重组表达菌株从而弥补现有技术的不足。 

本发明提供的新型甘露聚糖酶基因是从丝状真菌—斜卧青霉（Penicillum decumberns）中克隆得到的。该基因在毕赤酵母中表达后所制备的甘露聚糖酶最适pH4.5，在pH2.0-7.0范围内非常稳定，且耐胃酸和胃蛋白酶；在里氏木霉中表达后所制备的甘露聚糖酶，最适pH4.5，在pH3.5-8.0范围内非常稳定，且耐胰蛋白酶，因此都具有作为饲用甘露聚糖酶的应用前景。 

本发明的一个方面一种新型的甘露聚糖酶，包括有：