[发明专利]一种碱性果胶酶及其编码基因和它们的应用

说明书

本发明公开了一种(a)或(b)所示的碱性果胶酶：(a)由SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列组成的碱性果胶酶；(b)SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且酶活性不变的由(a)衍生的蛋白质，或者，在SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质。本发明还公开了能够编码所述碱性果胶酶的基因、含有所述基因的重组载体、含有所述重组载体的重组菌株以及它们的应用。此外，本发明还公开了制备碱性果胶酶的方法和用于降解果胶的组合物。本发明的碱性果胶酶活性高且稳定性强。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，涉及一种碱性果胶酶及其编码基因和它们的应用。

背景技术

果胶(Pectin)是一组多糖类物质，具有由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1,4-糖苷键聚合而成的多糖链，常带有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖、海藻糖、芹菜糖等组成的侧链。果胶广泛存在于植物细胞初生壁和细胞间隙中，为内部细胞的支撑物质，在植物组织中与纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等相互交联。果胶酶是一类能够分解果胶质的酶的总称，普遍存在于微生物和植物中。根据分解糖苷键的反应性质和降解底物的性质可以分为果胶水解酶、果胶裂解酶、果胶酯酶和原果胶酶。按其作用最适pH值又可分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。

果胶酶广泛应用于食品、造纸、饲料和纺织等工业中。酸性果胶酶主要用于水果榨汁和果汁澄清以及饲料工业中。而碱性果胶酶是一类在碱性条件下具有较高活性的果胶酶，其最适pH值一般在8.0-10.0，可以在高pH条件下断开果胶聚合物主链，产生寡聚半乳糖醛酸，是一类非常重要的工业酶，在植物药提取、咖啡和茶业发酵、油料提取、纺织和植物纤维处理、造纸、含有果胶物质工业废水处理等生物技术领域具有重要应用价值，成为研究的热点。尤其在纺织工业的麻类脱胶、棉织品精炼等领域，使用碱性果胶酶可以减少或替代传统的高碱、高温处理，不仅可有效去除果胶质，对天然纤维损伤小，而且节能减排，绿色高效。

目前已报道的碱性果胶酶多来自于细菌、放线菌和真菌，多个碱性果胶酶基因已被克隆和表达，但仍然面临着在工业应用的碱性条件下酶活性低和稳定性差、表达量低等问题，同时国内已筛选获得的碱性果胶酶产酶菌株生产水平参差不齐，其生产能力距离工业应用需求还很远。因此筛选高活性和稳定性高的碱性果胶酶，并构建高产工程菌株是提高碱性果胶酶工业化应用水平的重点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种活性高稳定性强的碱性果胶酶及其编码基因和它们的应用。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种(a)或(b)所示的碱性果胶酶：

(a)由SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列组成的碱性果胶酶；

(b)SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且酶活性不变的由(a)衍生的蛋白质，或者，在SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3的氨基末端和/或羧基末端连接有标签的氨基酸序列所示的蛋白质。

第二方面，本发明提供了一种能够编码第一方面所述的碱性果胶酶的基因。

第三方面，本发明提供了一种含有第二方面所述的基因的重组载体。

第四方面，本发明提供了一种含有第三方面所述的重组载体的重组菌株。

第五方面，本发明提供了一种制备碱性果胶酶的方法，该方法包括：(1)培养第四方面所述的重组菌株，诱导编码碱性果胶酶的基因的表达；(2)分离提纯所表达的碱性果胶酶。

第六方面，本发明提供了一种用于降解果胶的组合物，该组合物含有第一方面所述的碱性果胶酶作为活性成分，以所述组合物的总重量为基准，所述碱性果胶酶的含量为10-90重量％。