[发明专利]一种碱性木聚糖酶及其编码基因与应用

说明书

本发明公开一种碱性木聚糖酶及其编码基因与应用，属于生物技术领域。该碱性木聚糖酶WMN1基因序列为一个完整的开放阅读框(ORF)，该开放阅读框以起始密码子ATG开始而以终止密码子TAA结束，共包括1308个核苷酸，其核苷酸序列如SEQ ID No：6所示。上述碱性木聚糖酶WMN1基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No：7所示。本发明还公开了上述碱性木聚糖酶WMN1在造纸、洗涤等工业中的应用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种碱性木聚糖酶及其编码基因与应用。

背景技术

国外对木聚糖酶的研究始于20世纪50年代，从菌种构建到产品研发和生产都比较完善，可运用工业化大批量的生产木聚糖酶。目前研究的热点主要集中在微生物木聚糖酶基因的克隆与表达，木聚糖酶的调控机理与诱导、提纯与鉴定，利用纳米技术制备固定化酶等方面。我国对木聚糖酶的研究较晚，目前的研究主要是产木聚糖酶优良菌株的筛选及驯化，产酶条件的优化，酶的纯化和理化性质的研究，木聚糖酶基因克隆、表达和重组等方面。对于适用于造纸业的碱性木聚糖酶，国际上仅有少数可用于工业化生产的碱性木聚糖酶，而在国内还没有一种同时具备嗜热嗜碱这两种性质的木聚糖酶在造纸工业批量使用。因此，急需利用各种技术筛选适合造纸工业生产的碱性木聚糖酶。

碱性木聚糖酶是指最适反应条件为碱性的木聚糖酶。1973年，Horikoshi等从嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.C-59-2中第一次分离得到嗜碱木聚糖酶。嗜碱木聚糖酶由于其独特的高pH耐受性，在造纸工业中，可以将蒸煮过程中再吸附和沉积在纤维表面上木聚糖降解成低聚木糖或木糖，使纤维表面和内部微观结构发生变化，增加漂白化学品对纸浆纤维的可及性，使后续漂白处理时漂白剂易于与残余木素作用，减少漂白过程的漂剂用量，其生物特性与造纸工艺合理衔接，具有广阔的应用前景。

虽然国内外对于木聚糖酶的研究已经有了一定的基础，但迄今为止能够进行大规模生产的高酶活的优良菌株依然不多。不同的行业需要不同特性的酶，为了得到性状优良的、适用于造纸工业的碱性木聚糖酶，方法之一是通过蛋白质工程和基因工程对现有的木聚糖酶进行改造，提高其耐热和耐碱性。二是从极端环境(盐碱地、盐碱沙漠、碱湖和造纸工业的废水)中发掘木聚糖酶资源。利用天然资源从自然界中筛选优良性能的菌株是一种相当有效的手段。因此，亟待筛选获得适合造纸、洗涤等工业生产的碱性木聚糖酶及菌株。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种碱性木聚糖酶WMN1基因的核苷酸序列及其氨基酸序列。本发明根据木聚糖酶保守序列设计简并引物，用PCR的方法成功克隆出碱性木聚糖酶的酶基因。

本发明的另一目的在于提供一种含有上述WMN1基因的表达载体。

本发明的另一目的在于提供含有上述WMN1基因的大肠杆菌菌株。

本发明的再一目的在于提供上述重组碱性木聚糖酶WMN1的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种碱性木聚糖酶WMN1基因，所述WMN1基因的核苷酸序列如SEQ ID No：6所示。

所述碱性木聚糖酶WMN1基因序列为一个完整的开放阅读框(ORF)，该开放阅读框以起始密码子ATG开始而以终止密码子TAA结束，共包括1308个核苷酸。

上述碱性木聚糖酶WMN1基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No：7所示。

碱性木聚糖酶WMN1基因开放阅读框编码435个氨基酸。

一种含有本发明WMN1基因的表达载体。

所述的表达载体为适于在大肠杆菌中表达的载体。

本发明的WMN1基因被插入至pET-28a(+)载体中。