[发明专利]一种玉米赤霉烯酮降解酶基因及高产菌株

说明书

本发明涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶基因及高产菌株。一种玉米赤霉烯酮降解酶基因，包括(a)、(b)或(c)的DNA分子：(a)具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子；(b)在严格条件下与(a)所述的核苷酸序列杂交且编码具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的蛋白的DNA分子；(c)与(a)或(b)所述的核苷酸序列具有90％以上同源性的核苷酸序列的DNA分子。本发明通过上述序列构建了用于生产玉米赤霉烯酮降解酶的高产菌株并进一步提供了一种高密度发酵的方法。通过高产菌株及高密度发酵方法可以高效分泌表达玉米赤霉烯酮降解酶，其发酵上清能迅速高效地降解ZEN。

技术领域

本发明属于酶工程及发酵领域，尤其涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶基因及高产菌株，更具体地，涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶基因密码子优化、玉米赤霉烯酮降解酶高产菌株的构建及高密度发酵方法。

背景技术

玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）是由镰刀菌属产生的一种非固醇类雌激素类真菌毒素，最初由Stob等从发霉玉米中分离得到。ZEN在世界各地的谷物及其副产品污染广泛，在适合真菌生长的自然环境中，像玉米、大麦、小麦等谷物中经常能检测到高含量的ZEN。ZEN通过污染的谷物农副产品及饲料进入食物链，并在人体与动物体内累积。进入人体与动物体内的ZEN引起雌激素综合症状，导致动物体内雌激素过多，引起不孕不育，并有很强的致癌致畸作用。

ZEN在谷物饲料中的污染，在全球造成了巨大的经济损失。为了保障食品安全，对真菌毒素ZEN的脱毒技术具有重大的意义。传统的物理化学方法并不能有效去除谷物中的毒素，并会破坏谷物的营养成分，影响食物的口感。酶降解不仅可以高效的将ZEN转化为无毒性产物，环保安全，而且酶催化反应专一性强、降解效率高，不会破坏谷物的营养物质。2002年，Naoko等从粉红粘帚霉中克隆了ZEN 内酯水解酶基因zhd101 并在大肠杆菌表达，结果重组的大肠杆菌表现出很强的水解内酯酶的能力，该酶把ZEN 降解。但是，目前zhd101表达得到的酶液降解ZEN的效率都比较低，也还没有通过基因优化、构建多拷贝等策略提高zhd101在毕赤酵母中表达量的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种玉米赤霉烯酮降解酶zhd101 (GenBank:AB076037.1)基因的优化序列。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种玉米赤霉烯酮降解酶基因，包括(a)、(b)或(c)的DNA分子：

(a) 具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子；

(b) 在严格条件下与(a)所述的核苷酸序列杂交且编码具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的蛋白的DNA分子；

(c) 与(a)或(b)所述的核苷酸序列具有90%以上同源性的核苷酸序列的DNA分子。

采取上述技术方案的有益效果为：SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列根据毕赤酵母密码子偏好性优化后的基因序列，该序列密码子适应指数（CAI）由0.63%提高到0.91%，GC含量由原来的56.6%降低到43.6%，并提高mRNA稳定性，延长了mRNA的半衰期。经后期实验证实，优化后的序列有利于玉米赤霉烯酮降解酶的高产。

本领域技术人员以SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列为基础进行适当改变，例如添加标签序列、限制性酶切位点、保护碱基以及其他用于调控或表达的元件等，使改变后的核苷酸序列编码的蛋白质仍然可以具有、维持或者提高玉米赤霉烯酮降解酶活性。

进一步，所述玉米赤霉烯酮降解酶基因为SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的DNA分子。