[发明专利]一种耐高温中性植酸酶Physh-A及其基因和应用

说明书

本发明涉及一种耐高温中性植酸酶Physh‑A及其基因和应用。该耐高温中性植酸酶是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与水解植酸相关的由a)衍生的蛋白质。本发明还公开了该耐高温中性植酸酶的编码基因和应用。该耐高温中性植酸酶Physh‑A具有极强的热稳定性，同时，在pH值5.0‑6.5间的环境中，能保持70％以上的活性，这非常适合在青、草、鲤、鲫、鲂等无胃鱼的消化道(pH值5.0‑7.2)环境中发挥作用。添加该耐高温中性植酸酶能够有效降解饲料中鱼类不能消化的植酸磷，减少粪磷的排放，降低养殖污染。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种耐高温中性植酸酶Physh-A及其基因和应用。

背景技术

饲料中植物性原料的磷约2/3以植酸及其盐形式存在，水产动物对饲料中磷的需要量要高于畜禽，且磷源主要来源于饲料。水产动物消化系统内缺乏植酸酶，无法利用植酸磷，对鱼粉、骨粉等动物性饲料中的磷利用率也很低(15％)，未被利用的植酸磷随粪便排入水体，可造成水体富营养化，污染水环境，进而影响水产动物的生长性能，严重者可引发鱼幽门盲囊损伤等疾病。植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称，可通过催化降解植酸成无机磷，同时可释放与植酸结合的营养物质，提高饲料的潜在营养价值。因此，植酸酶对提高水产饲料中磷利用率、降低饲料成本、减少环境污染都具有重要的意义。

但是，与陆生单胃动物不同的是，水生动物对植酸酶的性质有不同的要求。对单胃畜禽而言，植酸酶的主要作用场所是单胃动物酸性的胃中，因而需要植酸酶在酸性条件下具有较高的酶活性，即酶反应的最适pH值为酸性的植酸酶。而水产动物消化道普遍较短，食物在消化道停留的时间有限，酶的作用不完全。且有胃鱼(通常指肉食性的，包括大口鲶、乌鱼、鲑鱼、虹鳟、鳗鱼等)和无胃鱼(鲤鱼、鲫鱼、四大家鱼等)对植酸的消化率不同，消化道内的酸碱度差别也很大。有胃鱼胃液可分泌盐酸，pH较低，通常在2～4之间，呈酸性环境，肠道短，不经弯曲直接到肛门，成一条线。无胃鱼不能分泌盐酸，消化道pH为6.8～7.3，呈近中性，肠道盘绕弯曲通肛门，长度为有胃鱼的3～4倍。以往的植酸酶研究主要集中在酸性植酸酶上，适用于胃PH呈酸性的单胃动物以及少数有胃鱼类如虹鳟等，对于消化道无胃、肠道呈中性的淡水鲤科鱼类饲料来说，酸性植酸酶的应用效果非常有限。因此，开发既适合有胃又适合无胃鱼消化道环境的水产专用植酸酶具有较强的使用价值和广阔的使用前景。

除了上述因素限制了植酸酶在水产饲料中推广和应用外，水产饲料特殊的加工工艺也是限制植酸酶在水产饲料中使用的一个重要因素。植酸酶是一种特殊的蛋白质，在高温下非常容易失活，而水产饲料的生产过程中存在着一个高温高压的调质和制粒的环节，在这个环节中，一般的植酸酶就会丧失大部分活性，从而影响了它的使用效果。

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种适合无胃鱼使用的耐高温中性植酸酶Physh-A及其编码基因，以解决上述存在的问题：

1)适合青、草、鲤、鲫、鲂等淡水经济鱼类消化道环境的中性植酸酶；

2)能够耐受上述养殖品种配合饲料生产加工过程中高温环境的植酸酶。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述耐高温中性植酸酶的基因工程方法。

本发明的另一目的提供上述耐高温中性植酸酶的应用。

本发明的耐高温中性植酸酶来源于烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)。

本发明提供的耐高温中性植酸酶Physh-A的氨基酸序列如下所示: