[发明专利]一种宏基因组来源的果胶酶、其编码基因及其表达

说明书

本发明属于生物分子克隆技术领域，涉及一种宏基因组来源的果胶酶、其编码基因及其表达。本发明从造纸废水宏基因组文库中克隆到了一个果胶酶基因，公开了此基因序列及其酶的制备方法与应用，即利用基因工程的技术方法，将该果胶酶的基因克隆到大肠杆菌表达载体上，获得可异源表达该酶的大肠杆菌重组菌株，该菌株异源表达制备的果胶酶能高效降解低甲基化果胶和聚半乳糖醛酸(PGA)。由于果胶酶在生物体内的含量非常少，所以借助基因水平进行高量表达和表征是提高果胶酶产量的一种有效措施。本发明提供的果胶酶可广泛应用于食品、农业、工业、饲料添加剂、医药及果胶寡糖制备等领城。

技术领域

本发明属于生物分子克隆技术领域，涉及一种新果胶酶的基因及其蛋白表达、载体和应用。

背景技术

果胶是一种水溶性可形成凝胶的物质，是植物细胞壁的组成成分，使植物细胞黏结在一起。果胶是一组聚半乳糖醛酸。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化，其主要成分是部分甲酯化的α-1，4-D-聚半乳糖醛酸。果胶酶是一类催化果胶分子降解的酶的总称，根据其作用位点的不同可分为聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶和果胶解聚酶，其广泛存在于植物果实等器官中。果胶酶可以降解果胶，在很多行业均有应用。果胶酶在果蔬汁澄清、果酒酿造、天然产物提取、榨油、饲料、造纸、纺织、环境保护等领域中均有涉及。酸性果胶酶在食品工业应用较为广泛，主要涉及果蔬汁的榨取和澄清、天然产物提取以及饲料加工等。由于果汁一般为酸性，所以应用的主要为酸性果胶酶。

目前果胶酶研究已发展到分子水平，由从自然界中筛选、分离发展到诱变和基因工程等多种手段相结合，分离纯化方法的发展也推动了对果胶酶特性的研究。随着我国工业的迅速崛起，果胶酶的市场需求量也越来越大，其应用价值不可估量。然而，目前对高活力的果胶酶的开发报道仍不多。造纸厂废水中含有大量纤维素类物质，因此降解造纸废水的微生物群落中含有丰富的果胶降解菌及糖基水解酶基因。通过对这些基因的克隆、表达与酶活测定，可以筛选出活性高、性能好的新颖果胶酶基因，实现其良好的工业价值。

因此，本领域有待于利用微生物组学、分子生物学、基因工程和合成生物学技术，进一步鉴定新的、效果优良的果胶酶。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新果胶酶的基因，目的之二在于提供这种基因所编码的新果胶酶蛋白，以及含有这种基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌等表达载体，目的之三在于提供一种所述基因编码的新果胶酶的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种果胶酶基因，所述基因与SEQ ID NO：1所示核苷酸序列具有90％以上同源性。

进一步的改进，所述基因包括SEQ ID NO：1所示核苷酸序列。

进一步的改进，所述基因为SEQ ID NO：1所示核苷酸序列。

一种果胶酶基因的表达方法，包括如下步骤：

步骤一、将SEQ ID NO：1所示核苷酸序列重组、构建到pET28-a(+)载体中；再转化到大肠杆菌菌株中，得到表达株；

步骤二、表达株在LB液体培养基中培养，并加入0.5mM的IPTG诱导；

发酵完毕，超声破碎，离心取上清，得可溶性的果胶酶。

上述果胶酶基因的用途：所述果胶酶基因用于构建重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

上述果胶酶的用途：所述果胶酶用于食品、饲养或印染等领域。

进一步的改进，果胶酶用于含果胶物质的水解。