[发明专利]一种漆酶及其基因序列

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体涉及一种漆酶及其基因序列。

技术背景

漆酶（laccase, EC 1.10.3.2）是一种含铜的多酚氧化酶，在木质素的生物降解中起到重要的作用。白腐真菌被认为是目前最强、最主要的木质素降解者，能使木质素最终矿化为CO₂和H₂O。它们主要是通过分泌漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶等胞外氧化酶来实现木质素的降解。

漆酶广泛存在于高等植物和真菌中。漆酶多为单体酶，且绝大多数真菌漆酶为分泌型糖蛋白。漆酶的底物范围很广，包括多种酚类化合物和芳香胺类化合物；此外，小分子介体可以进一步拓宽漆酶的底物范围。漆酶在印染废水处理、造纸工业、木材加工、生物能源、食品加工、生物修复、有机合成等领域中有着广泛而重要的应用前景。工业废水中，纺织工业印染废水的污染最为严重，排放量大；并且，许多染料可能致畸变或癌变，严重威胁人类生存环境。由于染料自身特殊的化学结构复杂、品种繁多，往往不能有效地被凝结、臭氧、活性炭等单一技术处理，而且对一般微生物具有毒性，因此利用漆酶高效、环保地处理印染废水成为当前研究的热点。

尽管漆酶具有如此重要的用途，漆酶生产效率低、酶学性质等因素限制了其在生产实践中的应用。要实现漆酶的应用价值，必须寻找质优价廉的酶源。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种漆酶及其基因序列，同时还提供产漆酶的基因工程菌株，扩展漆酶的基因库，为漆酶的产业化提供基础。

本发明提供的一种漆酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO. 3所示。

本发明提供的一种编码漆酶的基因，所述编码漆酶的基因为Lac1基因，该基因的cDNA序列如SEQ ID NO. 2所示。

所述Lac1基因的全长序列如SEQ ID NO. 1所示。

本发明还提供了一种所述的编码漆酶的基因的表达方法：培养包含Lac1基因的细胞或经重组载体转化的细胞，诱导其表达，收获表达产物。

本发明的技术方案详述如下：

本发明涉及从白腐真菌一色齿毛菌（Cerrena unicolor）（参考文献：张蓓蓓；一色齿毛菌胞外漆酶的纯化及部分酶学性质的研究[D].东北林业大学，2009. 6-10）中克隆的漆酶Lac1基因。

本发明涉及从一色齿毛菌中克隆的Lac1的基因和cDNA序列。实施方式之一，本发明提取一色齿毛菌的基因组DNA，克隆得到包含漆酶4个铜结合区（CuI-CuIV）的保守序列片段后，通过反向PCR获得Lac1的基因序列，再通过RT-PCR获得Lac1的cDNA序列。所述基因序列包含如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，所述cDNA序列包含如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列。SEQ ID NO.1中的DNA序列由2491个碱基组成，该基因的读码框为自5’端第1位到第2491位碱基，包含2491个碱基对。该序列内含有11个内含子，分别为5’端第181位到第240位碱基，5’端第310位到第374位碱基，5’端第496位到第589位碱基，5’端第704位到第762位碱基，5’端第827位到第896位碱基，5’端第993位到第1102位碱基，5’端第1260位到第1337位碱基，5’端第1536位到1602位碱基，5’端第1660位到1764位碱基，5’端第1972到第2091位碱基，5’端第2327位到第2435位碱基。其cDNA序列如SEQ ID NO.2，由1554个碱基组成。

SEQ ID NO.3由517个氨基酸残基组成，自N’端第1-20位氨基酸残基是信号肽序列；成熟酶为497个氨基酸残基。

本发明还涉及包含所述Lac1 cDNA序列的重组载体，例如由各种本领域常用的表达载体制备的重组载体，其中，所述cDNA序列不包含其来源微生物的内源性信号肽序列。实施方式之一中，将不带内源性信号肽编码序列的Lac1cDNA序列经XhoI和XbaI双酶切后与XhoI和XbaI双酶切过的pPICZα C载体相连，得到毕赤酵母重组表达载体pPICZα-Lac1。

本发明还制备包含本发明Lac1编码序列的细胞。实施方式之一中，所述细胞是用上述本发明重组载体转化来构建的。所述细胞优选各种利于基因产物表达或发酵生产的细胞，此类细胞已为本领域熟知并常用，例如酵母细胞。在本发明的实施方式之一中，选用毕赤酵母构建表达Lac1的重组细胞。