[发明专利]一类耐热型植酸酶突变体及其编码基因和应用

说明书

本发明提供了一类耐热型植酸酶突变体及其编码基因和应用，本发明具体是在大肠杆菌来源的植酸酶GHPH‑1的基础上通过大量突变和筛选获得的植酸酶突变体GHPH‑C以及GHPH‑C1、GHPH‑C2、GHPH‑C3、GHPH‑C4、GHPH‑C5、GHPH‑C6、GHPH‑C7；相比于未突变的植酸酶，本发明得到的植酸酶突变体的耐热性得到显著提高，适应的pH范围也更广泛，有利于其在饲料领域的开发和应用。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一类耐热型植酸酶突变体及其编码基因和应用。

背景技术

植物性饲料中含有大量的植酸磷，但这些植酸磷不能被单胃畜禽动物有效地利用，造成了无机磷的浪费，同时未被利用的磷源通过粪便排泄到环境中，导致了环境污染。此外，植酸磷还是一种抗营养因子，它在动物胃肠道中会与多种金属离子如钙、镁、锌、铁等以及蛋白质鳌合形成不溶性复合物，降低了动物对这些营养物质的有效利用。

植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸盐的一类酶的总称，它可以催化肌醇六磷酸(盐或醋)脱掉磷酸基团，从而分解动物饲料中的天然有机磷。在饲料中添加植酸酶可以代替部分磷酸氢钙，同时降低动物粪便中的磷，减少了集约化畜牧场排除粪便中磷对环境的污染。

目前，市场中的植酸酶多数有比较好的活性，但是很多耐热性能一般。通常饲料生产中，酶制剂与饲料混匀后在80℃左右的高温造粒，在此过程中酶易变性失活，解决这一问题的一种方法是利用包被剂和载体来提高酶的耐热性，但这无疑会增加酶制剂的生产成本，而且采用包被处理酶制剂会严重影响其生物利用率；另一种经济有效的方法就是通过改良酶的基因提高其耐热性。从酶的基因和结构入手，筛选得到耐热型植酸酶对降低目前饲用植酸酶的生产成本，提高其利用效率具有重要的意义。

发明内容

本发明的发明目的是提供了一类耐热型植酸酶突变体及其编码基因和应用，本发明通过人工基因突变和大量筛选的方法，对大肠杆菌来源的植酸酶GHPH-1（氨基酸序列SEQID NO：2，编码的核苷酸序列SEQ ID NO：1）进行改良，优选地，首先在GHPH-1的第63位点进行定点饱和突变，筛选得到热稳定性提高的突变体GHPH-C，继续以GHPH-C为模板用易错PCR的方法对该基因进行二轮随机突变，经过大批量筛选，得到热稳定性进一步提高的突变体GHPH-C1、GHPH-C2、GHPH-C3、GHPH-C4、GHPH-C5、GHPH-C6和GHPH-C7。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了耐热型单位点植酸酶突变体GHPH-C，所述的植酸酶突变体GHPH-C的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示，所述突变体GHPH-C由氨基酸序列为SEQ ID NO：2的植酸酶的第63位氨基酸由Arg变为Cys获得。

本发明提供了耐热型双位点植酸酶突变体，所述双位点植酸酶突变体包括：氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示的GHPH-C1、氨基酸序列如SEQ ID NO：5所示的GHPH-C2、氨基酸序列如SEQ ID NO：6所示的GHPH-C3和氨基酸序列如SEQ ID NO：7所示的GHPH-C4。

本发明提供了耐热型三位点植酸酶突变体，所述三位点植酸酶突变体包括氨基酸序列如SEQ ID NO：8所示的GHPH-C5和氨基酸序列如SEQ ID NO：9所示的GHPH-C6。

本发明提供了耐热型五位点植酸酶突变体GHPH-C7，其具有如SEQ ID NO：10所示的氨基酸序列。

本发明提供了分别产生所述的植酸酶突变体的编码基因。

本发明提供了含有所述的植酸酶突变体的编码基因的重组菌株。

所述重组菌株为毕赤酵母GS115。

本发明提供了所述的植酸酶突变体在用于制备水产类养殖饲料中的应用。