[发明专利]一种高产阿拉伯呋喃糖苷酶的黑曲霉菌株

说明书

本发明提供了一株高产阿拉伯呋喃糖苷酶的黑曲霉菌株及其应用。申请人首先构建得到重组表达阿拉伯呋喃糖苷酶基因的黑曲霉工程菌株，然后进一步通过紫外诱变方法筛选获得一株高产阿拉伯呋喃糖苷酶的突变菌株，其保藏编号为CCTCC NO:M2019433。该突变菌有利于降低阿拉伯呋喃糖苷的生产成本，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一株高产阿拉伯呋喃糖苷酶的黑曲霉菌株及其应用。

技术背景

自然界中，半纤维素作为植物细胞壁的主要组分，是仅次于纤维素的第二大丰富的多聚糖，提高其生物降解性能具有深远的生物学意义。木聚糖是半纤维素中的代表性主要组成组分，其结构非常复杂，主链D-吡喃木糖通过β-1，4糖苷键连接形成，侧链上还连接有阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、阿魏酸酯基、乙酰基等不同的取代基，因此，木聚糖的完全降解需要多个酶的共同作用才能完成。其中，木聚糖酶作为主酶以内切的方式作用于木聚糖的主链，阿拉伯呋喃糖苷酶则是侧链降解酶，并对主链的降解起到重要的促进作用。

阿拉伯呋喃糖苷酶属于糖基水解酶家族，根据底物构象的不同，可分为β-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（β-L-arabinofuranosidase）和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶 （α-L-arabinofuranosidase，Anabf A）两类。β-L-阿拉伯呋喃糖苷酶可从多种底物的非还原末端降解下β-L-阿拉伯糖残基。Anabf A能从阿拉伯木聚糖（arabinoxylans，AX）、阿拉伯聚糖（Arabinan）和阿拉伯半乳聚糖（arabinogalactans）等多聚物的非还原末端水解生成一个α-L-阿拉伯糖分子。在自然界中存在的阿拉伯糖残基主要为α-L-阿拉伯糖残基。

作为半纤维素降解酶系之一，α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶参与低价的农产品残渣的再利用，产生可用于发酵生成燃料乙醇的单糖及其他副产品，因此它在农业-工业产业中具有很好的应用前景。在饲料行业中，纤维素和半纤维素是反刍类动物的主要能量来源，但是由于其降解率低，真正被动物所利用的只有40-60%。阿拉伯糖呋喃糖苷酶作为一种饲料添加剂，去除了木聚糖上阿拉伯糖侧链，促进木聚糖的降解，易于被动物消化吸收。阿拉伯呋喃糖苷酶还被广泛应用于食品行业中。L-阿拉伯糖作为一种低摄入量的甜味剂能代替传统的蔗糖，适于老年人和高血糖患者食用。同时，它还能阻断人体对蔗糖的吸收，在减肥和控制糖尿病方面有很好的应用前景。阿拉伯呋喃糖苷酶还能增加酿酒过程中萜烯醇的浓度，提高酒的香味，由于其去除了阿拉伯糖侧链，并能将阿拉伯聚糖水解成短链的可溶性物质，增加果汁的澄清度，而被应用于果汁生产工业。

在自然界中，α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的来源比较广泛。研究人员已经从真菌、细菌和植物中发现并分离得到α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因，并成功进行异源表达。但目前生产菌种中α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的产量普遍偏低，从而导致该酶的生产成本居高不下，限制了其应用。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一株高产阿拉伯呋喃糖苷酶的黑曲霉菌株及其应用。申请人首先构建得到重组表达阿拉伯呋喃糖苷酶基因的黑曲霉工程菌株，然后进一步通过紫外诱变方法筛选获得一株阿拉伯呋喃糖苷酶高产菌株，有利于降低该酶的生产成本，应用前景广阔。

本发明一方面提供了一种重组质粒，所述重组质粒携带有阿拉伯呋喃糖苷酶基因。

所述阿拉伯呋喃糖苷酶的氨基酸序列为SEQ ID NO:2，其编码核苷酸序列为SEQID NO:3。

本发明一方面提供了一种黑曲霉工程菌株，所述菌株携带有上述重组质粒。

本发明还提供了一种突变菌株黑曲霉Su12-9969B（Aspergillus niger Su12-9969B），是以上述的黑曲霉工程菌为出发菌株通过紫外诱变获得的。

所述突变菌株已于2019年6月5日保藏于中国武汉 武汉大学的中国典型培养物保藏管理中心，保藏编号为CCTCC NO:M2019433。