[发明专利]一种中温淀粉酶突变体及其应用

说明书

本发明属于基因工程与蛋白质改造技术领域，具体提供了一种高比活的中温淀粉酶突变体及其应用。本发明以野生型中温淀粉酶ZD2为基础，提供了包含R104Q、E185G、G308V、Y347R中至少一个突变位点的突变体。与野生型相比，本发明提供的淀粉酶单点突变体的比活力普遍提高了41.0%‑230.9%，有利于降低该酶的生产成本，促进其在工业领域中的广泛应用。

技术领域

本发明涉及基因工程和蛋白质改造技术领域，具体涉及一种中温淀粉酶突变体及其应用。

背景技术

中温淀粉酶是一种α-淀粉酶，酶的分类名称是1,4-α-D型葡萄糖水解酶。 中温淀粉酶可以为液体或固体，可以水解直链淀粉和支链淀粉中1,4-α-糖苷键的内切型淀粉酶，迅速降低糊化淀粉的粘度，其分解产品是不同链长的糊精以及低聚糖。α-淀粉酶是动物饲料中常用的一种淀粉酶，它以随机方式水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键，淀粉酶水解效率较高，α-淀粉酶虽然对淀粉分子链内的α-1,4糖苷键具有良好的水解作用却不能水解支链淀粉分支点处的a-1,6糖苷键和紧靠α-1,6糖苷键的α-1,4糖苷键，但能跨越α-1,6糖苷键而继续切开支链内部的α-1,4糖苷键，因此，α-淀粉酶作用于直链淀粉时，其终产物是麦芽糖和萄糖，作用于支链淀粉时其终产物除麦芽糖和葡萄糖外还有α-极限糊精。这种传统α-淀粉酶可以70-90℃（158-194℉）的较高温度下使用。

淀粉酶可高效地水解淀粉，在饲料中添加淀粉酶可以补充内源淀粉酶的不足，促进禽畜对淀粉的消化吸收和能量利用，淀粉酶在猪鸡等单胃动物饲料和反刍动物饲料中的应用中都具有非常重要的意义和价值。据报道，在肉鸡日粮中添加α-淀粉酶，日增重和饲料利用率均显著提高，可见淀粉酶在饲料配方中重要性是很高的。目前，饲料中使用的α-淀粉酶有细菌α-淀粉酶和真菌α-淀粉酶，其酶活力和酶的热稳定性等不能满足饲料工业的应用需要，国内外学者主要是通过以下两种途径以求获得更适用于饲料工业的α-淀粉酶：(1)寻找新的酶活高、热稳定性好的α-淀粉酶；(2)对现有的α-淀粉酶进行有关提高酶活和酶分子耐热性的分子改造。

通过自然筛选和重组表达等技术得到的α-淀粉酶，存在获得难度大、酶活力低等问题。国内外学者利用多种分子改良的方法对α-淀粉酶进行理性设计,这些研究结果表明通过对蛋白质进行理性设计可以在不影响其最适反应条件的基础上改善其稳定性,为蛋白质的理性设计的发展提供借鉴,同时也为中温淀粉酶的工业化应用奠定了基础。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一种中温淀粉酶突变体。所述突变体的比活力比野生型得到显著提高，有利于其在工业领域的广泛应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明涉及一种淀粉酶突变体，其包含与SEQ ID NO:2具有至少90%同一性的氨基酸序列，且与SEQ ID NO:2相比在选自下组中的至少一个位置上包含氨基酸的取代：104，185，308，347。

在本发明的一些实施例中，所述突变体的氨基酸序列与SEQ ID NO:2相比具有至少91%，92%，93%，94%，95%，96%，97%，98%，或至少99%的同一性。

在一些更具体的实施例中，所述突变体的氨基酸序列与SEQ ID NO:2相比具有至少99.1%，99.2%，99.3%，99.4%，99.5%，99.6%，99.7%，99.8%，或至少99.9%的同一性。

在本发明的一些实施例中，所述突变体包含下组中至少一个氨基酸的取代：R104Q、E185G、G308V、Y347R。

本发明还涉及编码上述淀粉酶突变体的DNA分子。

本发明还涉及包含上述DNA分子的重组表达载体。

本发明还涉及一种宿主细胞，包含上述重组表达载体。

将上述的质粒转入宿主细胞中，重组表达的淀粉酶突变体的比活力得到显著提升。