[发明专利]一种β-琼胶酶及其基因与应用

说明书

本发明涉及一种β‑琼胶酶及其基因与应用，该β‑琼胶酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。编码所述β‑琼胶酶的基因来源于海洋沉积物微生物宏基因组测序数据集，本发明对该酶进行了异源表达与纯化，经检测，该酶可催化琼胶降解为新琼四糖和新琼六糖，具有广泛的温度作用范围和pH作用范围，且在50℃条件下保温超过20h或在pH为5.0‑10.0的缓冲液中温浴60h仍保持较强的水解性能，具有较高的稳定性。本发明提供的β‑琼胶酶具有良好的实用性，为琼胶水解及新琼寡糖的工业生产提供了优异的基因资源和酶资源，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种β-琼胶酶及其基因与应用。

背景技术

琼胶是一类从海洋红藻中提取得到的多糖衍生物。通过一定方式可以将大分子的琼胶多糖降解为小分子的琼胶寡糖，而琼胶寡糖具有包括抗炎、抗癌、美白、抗氧化等在内的许多重要生物学活性，在食品、药品及化妆品领域都有着重要的应用价值。

琼胶酶(Agarase)是能够催化水解琼胶多糖，形成聚合度为2-10的琼胶寡糖的一类多糖降解酶的总称。在自然环境中，琼胶酶的分布比较广泛，很多微生物和一些海洋软体动物都能产生琼胶酶。目前报道的琼胶酶大多来自海洋细菌，包括弧菌属、假单胞菌属、假交替单胞菌属、交替单胞菌属、食琼脂菌属、噬糖菌属、微颤菌属和假左贝尔氏菌属等。另外，从土壤和淡水中也发现了一些能够产生琼脂酶的细菌，如纤维弧菌属、不动杆菌属、芽孢杆菌属、噬细胞菌属等。

根据琼胶酶降解琼脂糖作用方式不同，可以把琼脂酶分为两大类：α-琼胶酶和β-琼胶酶。α-琼胶酶裂解琼脂糖的α-1,3糖苷键，生成以β-D-半乳糖作为非还原性末端和以3,6-内醚-α-L-半乳糖作为还原性末端的琼寡糖系列；而β-琼胶酶裂解琼脂糖的β-1,4糖苷键，生成以β-D-半乳糖作为还原性末端和以3,6-内醚-α-L-半乳糖为非还原性末端的新琼寡糖系列。

β-琼胶酶在新琼寡糖的生物法制备中发挥关键作用，但是，目前研究中所报道的β-琼胶酶的热稳定性及pH稳定性较差，使得大部分β-琼胶酶在高温或复杂pH下作用较短时间后便丧失大部分酶活性，这限制了该类酶在新琼寡糖工业生产中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定性的β-琼胶酶及其基因与应用。该β-琼胶酶的基因(命名为agaM2)来源于海洋沉积物微生物宏基因组测序数据集，该酶可催化琼胶降解为新琼四糖和新琼六糖，且具有广泛的温度作用范围和pH作用范围，具有较高的稳定性。

为此，第一方面，本发明提供一种β-琼胶酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。

第二方面，本发明提供一种基因，其编码所述β-琼胶酶。

进一步，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。

第三方面，本发明提供一种核酸构建体，其包含本发明所述的基因。

第四方面，本发明提供一种细胞，其表达本发明所述的β-琼胶酶，和/或包含本发明所述的基因或核酸构建体。

进一步，所述细胞可为原核细胞或真核细胞。

进一步，所述细胞包括但不限于：大肠杆菌细胞、枯草芽孢杆菌细胞、乳酸杆菌细胞、放线菌细胞、酵母菌细胞或藻类细胞等。

第五方面，本发明提供一种生产β-琼胶酶的方法，其包括以下步骤：在允许表达所述β-琼胶酶的条件下培养本发明所述的细胞；和从所得培养物中纯化β-琼胶酶。

第六方面，本发明提供所述β-琼胶酶在琼胶水解和/或获得新琼寡糖中的应用。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种β-琼胶酶(命名为rAgaM2)，该酶可催化琼胶降解为新琼四糖和新琼六糖。