[发明专利]一种β-葡萄糖苷酶、编码基因、载体及其应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种新的β-葡萄糖苷酶、编码基因、载体及其应用。

(二)背景技术

β-葡萄糖苷酶可以催化水解多种β-葡萄糖苷健，具有底物广谱性，和多种生物功能：

(1)β-葡萄糖苷酶用于纤维素的水解

纤维素是自然界最丰富的碳资源，从纤维素分解为葡萄糖需要3种酶协同作用。β-葡萄糖苷酶可以将纤维二糖水解为葡萄糖，而纤维素酶组分中β-葡萄糖苷酶含量少，活力低，因此成为纤维素酶解的瓶颈。因此筛选或者通过基因工程改造得到高活性的β-葡萄糖苷酶对纤维素有效降解具有重要意义。

(2)β-葡萄糖苷酶用于烷基糖苷和芳香基糖苷的合成

烷基糖苷、苄基糖苷和烯基糖苷不仅是糖化学中重要的中间体，同时也是一类可生物降解的非离子表面活性剂，广泛应用于化妆品、制药、食品和去污剂行业。酶法合成烷基糖苷和芳香基糖苷具有很大的潜在市场。其特点是选择性好，产品纯度高，收率高，制备条件温和。

(3)β-葡萄糖苷酶制备高生物活性苷元的应用

研究发现，自然界多种具有高生物活性的物质，由于大部分以糖苷形式存在而降低了其的活性。利用β-葡萄糖苷酶水解掉葡萄糖后可以得到高活性的苷元。

比如，人参皂甙是人参中的主要有效成分，含量约4％，但并非所有的人参皂甙都有很高的生物活性。如具有强烈抗癌作用的人参皂甙Rh2，在人参中的质量比仅为10^-5。而以低活性的人参二醇类皂甙Rg3为底物，β-葡萄糖苷酶可以水解掉一个葡萄糖后得到人参皂甙Rh2。

比如，大豆异黄酮具有的很多重要的生理功能，研究发现大豆异黄酮苷元的生理活性远比其相应糖苷的活性高。大豆异黄酮中97％～99％是以大豆异黄酮糖苷形式存在，苷元形式仅为大豆异黄酮总量的1％～3％。利用β-葡萄糖苷酶可以水解大豆异黄酮糖苷为高生物活性的大豆异黄酮苷元。

据报道白藜芦醇具有抑制肿瘤、抗氧化、抗自由基、抗血栓、抗过敏和具有冠心病、缺血性心脏病的防治作用，白藜芦醇已被列为抗心血管、抗癌最有前途的药物之一。干燥虎杖根茎中白藜芦醇含量仅为0.1％～0.2％，而虎杖苷含量约为2％左右。酶法水解虎杖苷制备白藜芦醇具有反应温和、环境友好、工艺简单等优点，是值得深入研究的制备方法。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种新的水解虎杖苷制备白藜芦醇的β-葡萄糖苷酶、编码基因、载体、工程菌及其应用。

本发明采用的技术方案是：

一种β-葡萄糖苷酶，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示：

Met Lys Thr Phe Pro Asp Asp Phe Leu Trp Gly Gly Ala Val Ala

Ala Asn Gln Val Glu Gly Ala Tyr Leu Glu Glu Gly Lys Gly Leu

Ser Thr Ser Asp Val Gln Pro Gln Gly Val Phe Gly Pro Val Val

Glu Arg Val Ala Gly Asp Ser Gly Ile Lys Asp Val Ala Ile Asp

Phe Tyr His Arg Tyr Pro Glu Asp Ile Lys Leu Phe Ala Glu Met

Gly Phe Ser Cys Leu Arg Val Ser Ile Ala Trp Thr Arg Ile Phe

Pro Asn Gly Asp Glu Gln Gln Pro Asn Glu Ala Gly Leu Ala Phe

Tyr Asp Arg Leu Phe Asp Glu Leu Ala Ala His Ser Ile Thr Pro

Leu Val Thr Leu Ser His Tyr Glu Met Pro Trp Gly Leu Val Lys

Gln Tyr Gly Gly Trp Gly Ser Arg Gln Thr Ile Gly Phe Phe Glu

Arg Tyr Ala Arg Thr Val Phe Ala Arg Tyr Lys Glu Lys Val Lys

Leu Trp Leu Thr Phe Asn Glu Ile Leu Lys Gly Ser Ser Leu Met

Tyr Val Phe Cys Leu Pro Asn Thr Ala Ile Val Met Ala Leu Ser