[发明专利]来自稻瘟病菌的β-葡糖苷酶

说明书

优先权

本申请要求于2012年10月31日提交的美国临时申请序列号61/720,697的优先权，该临时申请据此全文以引用方式并入。

技术领域

本发明组合物和方法涉及可从稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)获得的β-葡糖苷酶多肽、编码β-葡糖苷酶多肽的多核苷酸、以及其制备和使用方法。包含β-葡糖苷酶多肽的制剂和组合物可用于降解或水解木素纤维素生物质。

背景技术

纤维素和半纤维素是通过光合作用产生的最丰富的植物材料。它们可被多种产生能够将聚合物底物水解成单体糖类的胞外酶的微生物(例如，细菌、酵母和真菌)降解和用作能源(Aro et al.,(2001)J.Biol.Chem.,276:24309-24314(Aro等人，2001年，《生物化学杂志》，第276卷，第24309-24314页))。因为非可再生资源方法的局限性，纤维素成为主要可再生能源的潜能是巨大的(Krishna et al.,(2001)Bioresource Tech.,77:193-196(Krishna等人，2001年，《生物资源技术》，第77卷，第193-196页))。通过生物过程对纤维素的有效利用是克服食品、饲料和燃料短缺的一种途径(Ohmiya et al.,(1997)Biotechnol.Gen.Engineer Rev.,14:365-414(Ohmiya等人，1997年，《生物技术与遗传工程评论》，第14卷，第365-414页))。

纤维素酶是水解纤维素(包含β-1,4-葡聚糖或βD-糖苷键)导致形成葡萄糖、纤维二糖、纤维低聚糖等的酶。传统上将纤维素酶分为三大类：内切葡聚糖酶(EC 3.2.1.4)(“EG”)、外切葡聚糖酶或纤维二糖水解酶(EC3.2.1.91)(“CBH”)和β-葡糖苷酶([β]-D-葡糖苷葡萄糖水解酶；EC3.2.1.21)(“BG”)(Knowles et al.,(1987)TIBTECH 5:255-261(Knowles等人，1987年，《生物技术趋势》，第5卷，第255-261页)；以及Schulein,(1998)Methods Enzymol.,160:234-243(Schulein，1998年，《酶学方法》，第160卷，第234-243页))。内切葡聚糖酶主要作用在纤维素纤维的非晶部分，而纤维二糖水解酶还能够降解结晶纤维素(Nevalainen and Penttila,(1995)Mycota,303-319(Nevalainen和Penttila，1995年，《菌界》，第303-319页))。因此，纤维二糖水解酶在纤维素酶体系中的存在是结晶纤维素有效溶解所必需的(Suurnakki et al.,(2000)Cellulose,7:189-209(Suurnakki等人，2000年，《纤维素》，第7卷，第189-209页))。β-葡糖苷酶起到从纤维二糖、纤维低聚糖和其他葡糖苷释放D-葡萄糖单位的作用(Freer,(1993)J.Biol.Chem.,268:9337-9342(Freer，1993年，《生物化学杂志》，第268卷，第9337-9342页))。

已知纤维素酶由大量细菌、酵母和真菌产生。某些真菌产生能够降解结晶形式的纤维素的完全纤维素酶体系。这些真菌可经发酵而产生多组纤维素酶或纤维素酶混合物。相同真菌和其他真菌也可被工程改造而产生或过量产生某些纤维素酶，从而得到包含不同类型或比例的纤维素酶的纤维素酶混合物。真菌也可被工程改造使得它们经由发酵而大量产生各种纤维素酶。丝状真菌发挥特别的作用，因为许多酵母例如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)在其天然状态下没有水解纤维素的能力(参见例如，Wood et al.,(1998)Methods in Enzymology,160:87-116(Wood等人，1998年，《酶学方法》，第160卷，第87-116页))。