[发明专利]一种β-木糖苷酶突变体及其用途

说明书

技术领域

本发明属于酶学领域，涉及一种β-木糖苷酶突变体，还涉及该突变体在在降解木寡糖中的用途。

背景技术

木聚糖是半纤维素的主要组成，占半纤维素总干重的30-35%，广泛分布于高等植物的细胞壁中，是自然界中一类存量巨大的可再生资源，也是较容易提取、降解和利用的一类半纤维素。木聚糖酶是一类能够水解木聚糖生成木糖的复合酶系，主要是由内切木聚糖酶(EC.3.2.1.8)和β-木糖苷酶(EC3.2.1.37)组成(Beg Q.K.,Kapoor M.,Mahajan L.,et al.2001,Microbial xylanase and their industrial applications:A review.Appl.Microbiol Biotechnol.,56:326-338.)。

β-木糖苷酶(β-D-xylosidase)是一种外切水解酶，它与内切木聚糖酶协同作用，降解内切木聚糖酶的降解产物低聚木糖，从非还原端释放出木糖(Rasmussem L.E.,Sorensen H.R.,Vind J.,et al.Mode of action and properties of the β-xylosidase from Talaromyces emersonii and Trichoderma reesei.2006,Biotechnology and Bioengineering,94(5):869-876.)。在木聚糖水解过程中β-木糖苷酶可以降低木糖水解产物的聚合度，较大程度地解除产物对木聚糖酶的抑制，是木聚糖水解过程中限速酶(江正强，杨绍青，朱会芳等，嗜热拟青霉木糖苷酶的性质及其与木聚糖酶的协同作用，2008，食品与发酵工业，34(7)：12-16。)。

β-木糖苷酶的来源广泛，现已从细菌、放线菌和真菌等微生物以及部分高等植物中分离得到。目前微生物发酵产β-木糖苷酶的研究主要集中于国外，所报道的β-木糖苷酶一般为胞内酶(Polizeli MLTM,Rizzatti ACS,Monti R,et al.Xylanase from fungi:properties and industrial application.2005,Applied Microbiology and Biotechnology,67(5):577-591.)，少数真菌也能产胞外β-木糖苷酶，国内外报道的菌株有：Aspergillus sydowii、Talaromyces thermophilus(Guerfali M.,Gargouri A.,Belghith H,Talaromyces thermophilus β-D-xylosidase:purification,characterization and xylobiose synthesis,2008,Biotechnoloty and Applied Biochemistry,150(3):267-279.)、Paecilomyces thermophila(王岚，江正强，杨绍青，嗜热拟青霉产胞外木糖苷酶发酵条件的优化，2007，34(3)：519-523。)、黑曲霉和里氏木霉(江小华，朱均均，于世袁等，里氏木霉β-木糖苷酶的分离纯化、酶系性质及水解机理研究，2013，生物质化学工程，47(1)：27-32。)，但其产酶量低并且存在纯化过程复杂等问题。因此，利用分子生物学手段获得高产β-木糖苷酶的基因工程菌是一条可行的重要途径。相对于国外而言,我国关于对β-木糖苷酶的重组菌株的研究还是比较少的。薛业敏等从Thermoanaerbacter ethanolicusJW200中克隆并在大肠杆菌中表达了一个高度热稳定性的β-木糖苷酶(薛业敏。卢晨。毛忠贵等。阿拉伯糖苷酶基因的克隆、表达以及表达产物的酶的稳定性。2003。中国农业大学学报。8(5)：9-13。)。吴爱莲对来自Thermoanaerobacterium sp.JW/SL YS485的β-木糖苷酶进行定点突变使得含突变体的大肠杆菌比天然野生菌株的产酶水平提高了55倍(吴爱莲，嗜热厌氧菌中糖苷酶的定向改造，2007，南京：南京师范大学，)。梁艳丽等人在大肠杆菌中高效表达了Bacillus halodurans C-125的β-木糖苷酶基因。使其稳定性提高并增加了对木糖的耐受性(梁艳丽，李兴玉，毛自朝等，嗜碱芽孢杆菌C-125木糖苷酶基因的表达与酶特性鉴定，2009，25(9)：1386-1393。)。