[发明专利]热稳定性提高的碱性果胶酶突变体及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了热稳定性提高的碱性果胶酶突变体及其编码基因与应用。本发明对野生型碱性果胶酶的2个位点进行定点突变，获得了酶活及热稳定性提升且最适作用温度降低的碱性果胶酶突变体。其中双突变体pelN‑K93I/G241A的最适酶活温度比突变前降低了5℃，Tm提高了1.671℃，在60℃条件下的半衰期延长了15.86分钟，Km由2.59g/L降为1.1g/L，最适酶活温度由67.5℃降低至60℃。本发明的突变体具有更高的热稳定性和更好的苎麻脱胶率，因此更适合脱胶工艺，在纺织工业上具有更好的应用潜能。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及热稳定性提高的碱性果胶酶突变体及其编码基因与应用。

背景技术

在传统的棉麻精炼工艺中，一般使用高浓度的强碱溶液处理退浆后的棉麻织物，除去植物表面的非纤维成分。在这个过程中，不仅会损伤棉麻的纤维成分，影响下游产品的品质，而且工艺过程中引入大量的化学成分，增加了废水的处理难度和产品的生产成本。近些年来生物酶处理法越来越受到人们的关注，其中以碱性果胶酶为主。酶精炼能够显著降低能源消耗，简化废水处理，并且能够选择性的去除棉麻表面的果胶质、蜡质等非纤维性成分，处理过程不会损伤纤维性成分，提高产品的柔软度和强度，是未来纺织行业清洁生产的方向。

目前，酶法脱胶工艺一般在较高的温度(50-60℃)下进行，而脱胶过程一般持续4-8h。然而，当温度上升到45℃以上时，果胶酶的酶活会随着温度的升高急剧下降，在60℃下水浴处理0.5h，酶活残余40％左右，严重影响果胶酶的作用效果。因此，为了提高果胶酶的利用率，开发经济、有效的热稳定剂对于酶法脱胶的产业化应用有着重要的研究意义和市场价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高碱性果胶酶的热稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种蛋白质。

本发明提供的蛋白质是如下(1)-(5)中任一种：

(1)将碱性果胶酶第241位氨基酸残基由甘氨酸突变为丙氨酸得到的蛋白质；

(2)将碱性果胶酶第241位氨基酸残基由甘氨酸突变为缬氨酸得到的蛋白质；

(3)将碱性果胶酶第93位氨基酸残基由赖氨酸突变为异亮氨酸，且将第241位氨基酸残基由甘氨酸突变为丙氨酸得到的蛋白质；

(4)将碱性果胶酶第93位氨基酸残基由赖氨酸突变为异亮氨酸得到的蛋白质；

(5)在(1)-(4)中任一所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质。

上述蛋白质中，所述碱性果胶酶为如下a1)或a2)的蛋白质：

a1)由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

a2)将序列表中序列6所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由a1)衍生的蛋白质。

为了解决上述技术问题，本发明又提供了编码上述蛋白质的基因。

上述基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)或(b5)或(b6)的DNA分子：

(b1)序列2所示的DNA分子；

(b2)序列3所示的DNA分子；

(b3)序列4所示的DNA分子；

(b4)序列5所示的DNA分子；

(b5)在严格条件下与(b1)或(b2)或(b3)或(b4)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子；