[发明专利]高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体及其基因和应用

说明书

本发明涉及基因工程和遗传工程领域，具体地，本发明涉及高葡萄糖耐受性β‑葡萄糖苷酶突变体及其基因和应用。所述突变体为β‑葡萄糖苷酶的第315位氨基酸由组氨酸“H”突变为精氨酸“R”，测得突变体的葡萄糖耐受性比野生型高出400mM，且酶比活基本保持不变；以大豆苷为底物时，在相同条件下，葡萄糖对突变体和野生型的酶活促进作用分别为212％和163％。利用本发明的突变体可以大幅提高β‑葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受性，有效促进单胃动物体内大豆异黄酮的转化吸收，进而提高饲料利用率及动物生长性能。

技术领域

本发明涉及基因工程和遗传工程领域，具体地，本发明涉及高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体及其基因和应用。

背景技术

β-葡萄糖苷酶能水解结合于非还原性末端的β-D-葡萄糖苷键，同时释放出β-D-葡萄糖和相应的配基，是纤维素分解酶系中的重要组成成分。

β-葡萄糖苷酶在饲料工业、食品工业、生物合成以及生物燃料等领域具有重要的应用价值。农业饲料豆粕中含有丰富的大豆异黄酮，且在天然大豆中大豆异黄酮主要以结合型存在。然而，研究表明结合型糖苷不能直接被小肠壁吸收，因此必须将结合型大豆异黄酮转化为游离型大豆异黄酮才能发挥其药理功效。β-葡萄糖苷酶可以将结合型大豆异黄酮转化为游离型活性苷元，在豆粕饲料中添加一定的β-葡萄糖苷酶可以提高动物对大豆异黄酮的利用率。

在以玉米豆粕型日粮为主的饲料行业，单胃动物中胃肠道内的大豆异黄酮的水解是在一个较高的葡萄糖浓度环境下进行的，淀粉类能量物质水解产生的葡萄糖浓度远大于大豆异黄酮的浓度，因此显著抑制肠道内β-葡萄糖苷酶的活性，通过外源添加具有高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶是提高单胃动物肠道内大豆异黄酮的水解效率，提高饲料利用率的一个有效途径。

β-葡萄糖苷酶也被广泛应用于食品医药领域，在医药领域也具有重要应用。另外，在纤维素乙醇行业，具有高耐受性的β-葡萄糖苷酶不仅可以减弱中间产物纤维二糖对上游EG和BGH的反馈抑制作用，也可以减弱产物葡萄糖对自身酶活的抑制。

因此，筛选或者改造得到较高葡萄糖耐受性的β-葡萄糖苷酶对该酶的工业化应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供了一种高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体。

本发明的再一目的是提供编码上述高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体的基因。

本发明的再一目的是提供包含上述突变体基因的重组载体。

本发明的再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较高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶的应用。

本发明以来源于嗜酸耐热脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus sp.A4的β-葡萄糖苷酶为母本，采用分子生物学技术对β-葡萄糖苷酶序列进行定点突变表达。

根据本发明的较高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体，是β-葡萄糖苷酶的催化通道非活性位点单点突变后得到的突变体，即β-葡萄糖苷酶的315位氨基酸由组氨酸“H”突变为精氨酸“R”

所较高葡萄糖耐受性β-葡萄糖苷酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。