[发明专利]一种引入二硫键提高木聚糖酶热稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种引入二硫键提高木聚糖酶热稳定性的方法，属于基因工程技术领域。本发明通过对氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的木聚糖酶的第106位的缬氨酸突变为半胱氨酸和第156位的丙氨酸突变为半胱氨酸，或，第108位的丝氨酸突变为半胱氨酸和第129位的天冬酰胺突变为半胱氨酸，得到的突变体酶V106C/A156C、S108C/N152C在55℃孵育5min，相对酶活分别为85.6％和92.4％，比酶活为217U/mg和239U/mg，较野生型酶分别提高了27.3％和40.2％。在pH 2.0‑9.0间很稳定，孵育1h仍能保持70％以上的酶活力，具有在饲料、食品等领域广泛使用的前景。

技术领域

本发明涉及一种引入二硫键提高木聚糖酶热稳定性的方法，属于基因工程技术领域。

背景技术

β-1,4-D-木聚糖酶(EC 3.2.1.8)是降解半纤维素中的木聚糖，生成低聚木糖的主要酶成分，在食品，医药，能源利用等方面有重要用途。其主要作用是以内切的方式将木聚糖内部的β-1,4-糖苷键断裂，再由其他酶共同作用。近些年，能源问题日益突出，面对石油等物质的枯竭，利用可再生的植物资源，生产绿色环保的生物乙醇成为主流，而生产效率低下，生产成本过高是国内开发生物乙醇的主要矛盾。11家族的木聚糖酶虽然在催化效率和pH耐受性方面有优势，但是较差的热稳定性使其受限于高温的生产过程，因此，对于木聚糖酶热稳定性的改造是亟需解决的问题。

众所周知，不同工业生产中对木聚糖酶的性质需求不同，比如：造纸需要高温兼具耐碱的木聚糖酶以辅助漂白；食品工业中要求酶在低温下有效；饲料粒化生产需要在70-95℃下进行，同时要考虑木聚糖酶在被动物摄入体内后在消化系统发挥作用的温度；苎麻生物脱胶过程需要酶在碱性条件下对苎麻木聚糖有更强的降解偏好性。因此，研究新的能适应不同的工业需求的木聚糖酶具有重大意义。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是提供一种热稳定性提高且能适用不同工业需求的木聚糖酶。

[技术方案]

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热稳定性提高的木聚糖酶突变体，所述木聚糖酶突变体是对氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的木聚糖酶的第106位的缬氨酸和第156位的丙氨酸突变为半胱氨酸，或，第108位的丝氨酸第129位的天冬酰胺突变为半胱氨酸得到的。

本发明还提供了编码上述木聚糖酶突变体的基因。

本发明还提供了携带上述基因的载体。

在一种实施方式中，所述载体以pET系列为表达载体。

在一种实施方式中，所述载体以pET-22b(+)为表达载体。

本发明还提供了表达上述基因或上述载体的宿主细胞。

本发明还提供了一种重组菌，所述重组菌表达上述木聚糖酶突变体。

在一种实施方式中，所述重组菌以pET系列为表达载体。

在一种实施方式中，所述重组菌以pET-22b(+)为表达载体。

在一种实施方式中，所述重组菌以黑曲霉为宿主细胞。

本发明还提供了一种提高木聚糖酶热稳定性的方法，所述方法为将氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的木聚糖酶的第106位的缬氨酸和第156位的丙氨酸突变为半胱氨酸，或，第108位的丝氨酸第129位的天冬酰胺突变为半胱氨酸。

本发明还提供了一种用于降解木聚糖的组合物，所述组合物含有上述木聚糖酶突变体作为活性成分，以所述组合物的总重量为基准，所述木聚糖酶的含量为10-90重量％。

本发明还提供了上述木聚糖酶突变体，或上述基因，或上述载体，或上述重组菌，或上述组合物在降解木聚糖中的应用。