[发明专利]一种耐热耐碱木聚糖酶及应用

说明书

本发明提供了一种耐热耐碱木聚糖酶及应用。木聚糖酶CFXyl3‑Syxyn11P编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示发明人发现将木聚糖酶基因CFXyl3的N端编码前48个氨基酸的144个碱基进行替换，进行替换的153个碱基来自于Syxyn11P的N端前51个氨基酸。本发明改造后的木聚糖酶基因CFXyl3耐热能力显著提高，其最适pH值由7.0提高到了8.0。

技术领域

本发明涉及一种耐热耐碱木聚糖酶及应用，属于生物工程领域。

背景技术

木聚糖(xylan)是自然界中广泛存在的一种五碳糖，而木聚糖酶(xylanase)是一类能将木聚糖水解成单糖和寡糖的酶，由于木聚糖的组成成分复杂，其水解需要多种酶协同作用，所以广义上的木聚糖酶是指能够将木聚糖水解成寡糖或单糖的一系列酶的总称，包括内切β-1,4-D-木聚糖酶、β-D-木糖苷酶、α-L-阿拉伯糖苷酶、α-D-葡糖苷酸酶、乙酰基木聚糖酶、酚酸酯酶等。狭义上单指内切β-1,4-D-木聚糖酶。其来源非常广泛，可以由不同种类的微生物产生。根据其对酸碱环境的耐受度，木聚糖酶分为碱性、中性和酸性。

木聚糖酶分子中含有不同的功能区域，包括催化区(catalyitc domain,CD)、纤维素结合区(cellulose—binding domain,CBD)、木聚糖结合区(xylan binding domain,XBD)、连接序列、重复序列、热稳定区、Cellulosome—Docking区及其它未知功能的非催化区，每个区域有不同的功能，来源不同的木聚糖酶分子的功能区域之间同源性大小不同。随着计算机技术与基因工程手段的发展，对于蛋白质结构的分析也越来越精确与直观，利用基因工程改造木聚糖酶的方法也越来越成熟。如中国发明专利CN 113528491 A(申请号：202110952905.9)具体公开了一种N-糖基化修饰提高黑曲霉木聚糖酶热稳定性的方法。研究发现通过对木聚糖酶基因序列的编辑，如取代、缺失或添加一个或几个氨基酸，可以改变使木聚糖酶的热稳定性，也可在基因工程和基因功能研究中用于提高目标基因的性能，但这种方法一般针对某一特定序列，在不同序列之间无法通用。因此利用序列编辑的方法提高某一特定序列的性能仍十分必要。此外，目前多数研究针对酶的单方面性能(如耐热或耐碱)，兼顾耐热与耐碱特性酶的构建仍较少。

中国专利文献CN105505806A(申请号：201610046663.6)公开了一种木聚糖酶杂合酶工程菌株的构建方法。通过N-端替换将XynZF-2的N-端48个氨基酸替换成木聚糖酶EvXyn11N-端的34个氨基酸，并引入芳香族氨基酸P9Y和H14F，进而在XynZF-2酶C端继续引入二硫键Cys38-Cys191、α-螺旋及cord区域分别引入疏水性氨基酸K164M、G166A、N160I以及V111A、G109A，最后引入糖基化修饰位点E42N和F17S，构建多位点突变杂合酶XynZL，期望杂合酶XynZL的热稳定性有所改善；该文献中记载的构建木聚糖杂合酶工程菌的方法复杂，并且仅涉及耐热单方面性能的改善。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐热耐碱木聚糖酶及应用。

发明人发现将木聚糖酶基因CFXyl3的N端编码前48个氨基酸的144个碱基进行替换，进行替换的153个碱基来自于Syxyn11P的N端前51个氨基酸。本发明改造后的木聚糖酶基因CFXyl3耐热能力显著提高，其最适pH值由7.0提高到了8.0。

本发明技术方案如下：

一种木聚糖酶CFXyl3-Syxyn11P编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一种木聚糖酶CFXyl3-Syxyn11P的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种重组载体，包含上述木聚糖酶CFXyl3-Syxyn11P编码基因的核苷酸序列，如SEQ ID NO.1所示。