[发明专利]极耐热木聚糖酶基因、极耐热木聚糖酶及其应用

说明书

本发明公开了一种极耐热木聚糖酶基因、极耐热木聚糖酶及其应用，所述极耐热木聚糖酶基因其序列如SEQ ID NO.1所示；所述极耐热木聚糖酶其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明提供的一种全新的极耐热木聚糖酶基因，该经过改造的基因编码的极耐热木聚糖酶具有极强的耐热性能和酸性pH条件下高活性的特性，在95℃、pH为5.5的条件下酶活性最高，比酶活达到151μmol/mgmin，同时耐热性能有明显提高，由80℃提高到了95℃。本发明得到的极耐热木聚糖酶比现有木聚糖酶具有更大的优越性，在食品生产、饲料发酵、以及造纸等工业中能够发挥其良好的耐热耐酸性能，提高物料利用率、减少对环境的污染。

技术领域

本发明涉及基因工程技术及生物质利用领域，具体涉及一种极耐热木聚糖酶基因、极耐热木聚糖酶及其应用。

背景技术

木聚糖是一种含量丰富的可再生资源，水解后得到的单糖和寡糖能广泛应用于食品、造纸以及纺织等行业。木聚糖水解在生产中通常是选择酸水解或者酶促水解两种水解方式。酸水解能够使木聚糖的快速形成木糖，曾经广泛使用在木糖生产车间中，但酸水解过程中除了形成木糖还会生成具有毒性的物质，对于环境极为不友好。随着酶促水解技术在工业领域应用范围的不断扩大，酶解半纤维素产木糖不但能维持原有的生产效率，还降低对后续生产的影响，绿色节能环保，因此可作为一种高效的工业酶制剂。

对目前现有的报道文献研究发现，现有的木聚糖酶最适水解条件多为中性、中低温，如来源于樟绒枝霉的木聚糖酶的最适pH为7.0，最适温度为70℃；来源于Asteromycessp.TM76的木聚糖酶的最适pH为6.5，最适温度为55℃；来源于Talaromyces thermophilus的木聚糖酶最适pH为7，最适温度为80℃。但是半纤维素资源，特别是与木聚糖水解相关的生产主要在高温、酸性条件下进行，现有的木聚糖酶资源不能兼具耐高温与耐酸性，在实际生产过程中效果不佳，因此在食品添加剂等条件不能充分发挥木聚糖酶的应用潜力。

所以需要发掘、构建耐热、耐酸的重组木聚糖酶，通过以分子改造为目的的蛋白质工程技术，对酶的结构进行优化，以获得热稳定性更好的工业酶，扩大应用领域提高应用价值，使其可作为一种高效的工业酶制剂。

发明内容

发明目的：针对现有技术中木聚糖酶在耐热、耐酸方面存在的不足，在饲料发酵、食品添加剂方面实际应用受限的情况，本发明提供一种极耐热木聚糖酶基因，本发明的极耐热木聚糖酶基因编码获得能够在较低pH和高温下能水解木聚糖的木聚糖酶，该酶具有一定的热稳定性与耐酸性，使其在食品生产如啤酒发酵等高温酸性场合满足使用需求。

本发明还提供所述极耐热木聚糖酶、重组载体、重组菌及其应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供一种极耐热木聚糖酶基因，其DNA序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明所述的极耐热木聚糖酶基因编码的极耐热木聚糖酶，其氨基酸序列如SEQID NO.2所示。

其中，所述极耐热木聚糖酶的衍生蛋白为序列SEQ ID NO.2中的氨基酸经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失及添加形成的具有木聚糖酶活性的衍生蛋白质。

本发明所述用于扩增所述的极耐热木聚糖酶基因的引物，所使用的引物对为SEQID NO.3-4所示：

SEQ ID NO.3：TTGGATCCATGGCAGTTGTGGCAAACTAC

SEQ ID NO.4：GCTCTAGATTAGTGATGGTGATGGTGATGCTTAGTC

AGGATCAGGTTGCCC

本发明所述重组载体，所述重组载体包括所述的极耐热木聚糖酶基因。

本发明所述重组菌，所述重组菌包括所述的极耐热木聚糖酶基因或者所述的重组载体。