[发明专利]一种木聚糖酶及其编码基因和其应用

说明书

本发明提供了一种中性高温木聚糖酶CtXyn10A及其基因和应用。本发明提供的中性高温木聚糖酶CtXyn10A是具有序列表中的SEQ ID №.3和/或SEQ ID №.5所示的氨基酸序列的蛋白质，和/或将序列表中的SEQ ID №.3和/或SEQ ID №.5所示的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有木聚糖酶活性的由具有序列表中的SEQ ID №.3和/或SEQ ID №.5所示氨基酸序列蛋白质衍生的蛋白质。本发明的木聚糖酶CtXyn10A最适pH6.0‑7.0，最适温度70℃，在90℃和pH9.0保持20％以上的酶活，比活为461U/mg；本发明的木聚糖酶CtXyn10A具有木聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶的活性，且易于工业化发酵生产，做为一种新型的广谱酶制剂,可广泛用于食品、造纸、能源工业等。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种木聚糖酶及其编码基因和其应用。

背景技术

木聚糖(xylan)是自然界中的含量仅次于纤维素的第二丰富植物生物质的主要成分(Lynd et al.Microbiology and Molecular Biology Review，2002，66：506-577)，在生物能源方面有潜在的利用价值。现有生物技术可以高效降解植物中的纤维素成分并转化成可发酵的葡萄糖，后者在酵母作用下生成生物乙醇。高组分的木聚糖不但限制了纤维素酶与纤维素的结合反应，抑制催化反应，而且作为副产品排入自然界可引起营养富集化从而破坏生态系统(Polizeli et al.Applied Microbiology and Biotechnology，2005，67：577-591)。因此在生物质生物转化过程中，通常要添加木聚糖酶，一方面去除木聚糖的物理屏障，促进纤维素酶与纤维素的结合(Hu et al.Biotechnology for Biofuels，2011，4：14；Qing and Wyman Biotechnology for Biofuels，2011，4：18)，另一方面生成的木寡糖也可以进一步降解成可发酵的木糖，为生物乙醇的生产提供10-25％的原料物质(Jin etal.Applied and Environmental Microbiology，2004，70：6816-6825)。

基于氨基酸序列和催化域的结构，大部分木聚糖酶(EC 3.2.1.8)划分在糖苷水解酶第10和11家族。与专一降解木聚糖的第11家族木聚糖酶相比，第10家族的木聚糖酶具有宽泛的底物特异性，除了作用于木聚糖外，还可催化纤维素、葡聚糖等多种底物的降解，因此在工业领域中具有更广泛的应用前景。

现有的生物乙醇加工工艺包括木质纤维素的酸碱预处理、长时间高温酶反应，从而消耗大量的能量和酸碱化学试剂，造成成本的大幅度提升和严重的环境污染。因此开发中性高温的木质纤维素降解酶系在节约能源、保护环境、易于催化反应等方面具有重要的意义(Ji et al.Biotechnology for Biofuels，2014，7：130)。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白，名称为Ctxyn10A，来源于天山枝孢菌Cladosporium tianshanense SL-14。

本发明所述蛋白为如下1)、2)、或3)所述的蛋白：

1)具有序列表中的SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列的蛋白质；

2)具有序列表中的SEQ ID NO.5所示的氨基酸序列的蛋白质；

3)将序列表中的SEQ ID NO.3和/或SEQ ID NO.5所示的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有木聚糖酶活性的由1)和/或2)衍生的蛋白质。

序列表中SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列由352个氨基酸残基组成；其中，N端18个氨基酸为预测的信号肽序列，具有序列表中SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列。