[发明专利]一种透明质酸裂解酶及其基因表达和应用

说明书

本发明涉及生物化工技术领域，具体公开一种透明质酸裂解酶及其基因表达和应用。所述透明质酸裂解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1，编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2。本发明还提供了包含上述编码基因的表达载体和表达菌体，以及透明质酸裂解酶及其编码基因在制备不饱和透明质酸二糖中的应用。本发明提供的透明质酸裂解酶具有高酶活力、高催化效率、良好的温度和pH稳定性、保持酶解活性所需的温度和pH范围宽、可在纯水中直接转化以及酶解产物的分子量小且均一的优势，适用于大规模工业化酶解透明质酸生产不饱和透明质酸二糖。

技术领域

本发明涉及生物化工技术领域，尤其涉及一种透明质酸裂解酶及其基因表达和应用。

背景技术

透明质酸是一种广泛存在于高等动物和低等动物细胞外间质中的高分子量聚多糖，其基本结构是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰氨基葡萄糖为二糖单元组成的多糖，广泛地应用在化妆品、食品和医药领域。不同分子量的的作用和功能不同。高分子量透明质酸(160万Da)在皮肤表面形成致密防护膜，起到长效保湿和良好的修复作用；中分子量透明质酸(20万Da～160万Da)起到保湿、润滑性、缓释和稳定乳化的作用；低分子量透明质酸(1万Da～20万Da)起到营养肌肤额持久保湿作用；透明质酸寡糖(10000Da)能够透皮吸收进行深层保湿，具有抗衰老、晒后修复等作用。超低分子量的透明质酸(2000Da)能够渗入真皮层，补充真皮层水分，除皱嫩肤，增加皮肤弹性；与皮肤细胞紧密结合，清除细胞内自由基，修复受损的胶原蛋白，促进伤口愈合。因此，超低分子量透明质酸在食品保健、化妆品及临床医疗领域有广阔的应用前景，近年来市场对超低分子量需求也逐年增加。

目前制备低分子量透明质酸主要是通过物理、化学和酶降解方法将大分子透明质酸降解为低分子量透明质酸。其中，物理法降解主要通过加热、机械剪切、紫外线、超声波、γ-射线辐射和高压均质等物理因素导致透明质酸的降解，但该方法得到的产品的稳定性差，分子量分布不均匀，降解效率较低；化学降解法主要包括碱水解、水解和氧化降解，虽然一定程度上能达到控制产物分子量目的，但由于不同化学试剂的降解条件复杂，造成产品性质易受影响和产品纯化困难，且存在废液污染的问题。酶法降解由于其反应条件温和，操作简单，且多糖的结构不发生变化，是制备低分子量透明质酸的理想方法。而超低分子量透明质酸只能通过酶解透明质酸制备。但目前透明质酸酶存在酶解产物分子量不均一、酶解转化效率低或酶的活性维持所需的温度范围和pH范围窄、且需要特定的缓冲体系，产物分离步骤繁琐等问题。因此，发掘酶解产物分子量小且均一、催化效率高、具有良好温度、pH稳定性和转化体系及回收方法简单的透明质酸酶(或裂解酶)具有重要的应用价值。

发明内容

针对现有酶解制备超低分子量透明质酸存在的上述问题，本发明提供一种透明质酸裂解酶及其基因表达和应用，该透明质酸裂解酶具有酶活和催化效率高、稳定性好、酶解产物的分子量小且均一，在纯水中反应并回收简单，无需去除盐分的优势。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种透明质酸裂解酶，氨基酸序列如SEQ ID NO.1。

相对于现有技术，本发明提供的透明质酸裂解酶的转化效率高，在适宜的酶解条件下，短时间内的酶解转化率就可达到100％；酶活稳定性好，在20℃-60℃以及pH4-10的条件下均能保持较高的酶解活性和转化效率，在水中即可进行酶解反应。酶解产物的分子量小且均一，均为不饱和透明质酸二糖，分子量均低于500Da，产物纯度高。即本发明提供的透明质酸裂解酶的转化效率高，活性稳定性好，保持酶解活性所需的温度和pH范围宽，酶解产物的分子量小且均一，可在纯水中反应并且产物回收简单，无需除盐的优势，适用于大规模工业化生产。

本发明还提供所述透明质酸裂解酶的编码基因，该编码基因的核苷酸序列如SEQID NO.2。

本发明还提供了一种重组表达载体，该重组表达载体是在表达载体中插入所述透明质酸裂解酶的编码基因得到。

优选的，所述表达载体为质粒pET28a-SUMO。