[发明专利]一种海带中的UGD基因、其蛋白质及用途

说明书

本发明属于生物技术领域，具体属于基因工程领域，更具体涉及一种海带UGD基因、其蛋白质及用途。所述的UGD基因来源于海带，命名为SjaUGD基因，所述的SjaUGD基因的核苷酸序列为SEQ ID NO：1所示的序列。本发明还提供了一种GDP‑甘露糖‑6‑脱氢酶，所述的GDP‑甘露糖‑6‑脱氢酶由上述SjaUGD基因所编码，其氨基酸序列为SEQ ID NO：2所示的序列，其比活力高达7.99nanokatals·mg^‑1；且具有更宽的最适反应温度范围和更高的热稳定性。本发明为褐藻胶的生物制备提供了优异的基因资源和酶资源。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体属于基因工程领域，更具体涉及一种海带UGD基因、其蛋白质及用途。

背景技术

褐藻胶，又称褐藻酸多糖，其钠盐形式称为褐藻酸钠(alginate)，是由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic acid，简称M)和α-L-古罗糖醛酸(α-L-guluronic acid，简称G)通过1，4糖苷键连接而成的直链多糖。迄今为止，可认为褐藻胶生物来源仅为褐藻门植物，如海带、马尾藻、巨藻等；以及多种机会致病菌，如铜绿假单胞细菌(Pseudomonas aeruginosa)和土壤微生物棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)中。

褐藻胶可用作食品的增稠剂、乳化剂、品质改良剂等；褐藻胶用在医药工业上，作代血浆、止血剂、烫伤纱布、牙科印模剂、药品赋形剂、新型钡餐造影剂、胶囊等；用在水处理上，作硬水软化剂和除垢剂；用在农业上，作杀虫剂、促生长剂、保水剂等；褐藻胶可以制成活性染料、分散性染料、酸性染料、碱性染料和醇溶性染料，用在印染工业上；褐藻胶可作为造纸工业的上浆剂、填充剂、涂层剂等；褐藻胶用在橡胶工业上，可作橡胶浓缩剂、耐油剂等用在机械工业上，作焊接剂和切削剂；用在日用化工上，可作美容美发剂、洗涤剂等。

此外，褐藻胶在石油、采矿、建材、陶瓷等工业上也有重要的用途。由此可见，褐藻胶在生活生产的各个领域都有广泛的用途。

目前褐藻胶的生产方式为化学提取法，如中国专利申请201510743088和201010620628中公开的内容。在欧洲，主要以泡叶藻和掌状海带作为褐藻胶的提取原料；在美洲国家巨藻是提取褐藻胶的主要原料；在亚洲人工养殖海带就成了提取褐藻胶的主要原料。

短期来看，化学提取法虽然能够有效从原料中提取褐藻胶，然而其对藻类资源、能源需求和环境保护存在巨大的隐患。在本领域中，褐藻胶的化学提取法可以概括为以下步骤：海带、巨藻等原料的浸泡、水洗、甲醛、酸、碱处理、消化提取、过滤、凝析、漂白、脱水、中和、干燥、粉碎和包装等。不难看出，在褐藻胶的化学提取过程中会使用到甲醛、酸碱、金属盐、漂白剂等各种有毒原料，一方面这些原料的大量使用将会对环境造成严重污染，另一方面这些有毒原材料都将一定程度的存在于最终产品中，将会对消费者或终端使用者存在难以忽略的安全隐患。另外，众所周知的是化学提取过程会消耗大量的原材料、水资源和能源。也就是说在面临对褐藻胶产品的大量需求的市场问题是，化学提取方法并非是一种环保、节能、可持续的提取方法。

随着基因工程的不断发展，利用基因工程培养微生物进行产品生产已在工业生产的方方面面成功实现。褐藻胶的基因工程生产方法也终将会成为其合成方法的有效补充，甚至是替代传统的化学提取法。