[发明专利]一种极耐热木聚糖酶基因及其表达蛋白与应用

说明书

技术领域

本发明属于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及其表达蛋白与应用。

背景技术

木聚糖是植物细胞壁半纤维素的主要成分，是除纤维素之外自然界中最为丰富的可再生资源。木聚糖酶是木聚糖降解酶系中的最为关键的多糖水解酶，通过随机切割木聚糖的β-1,4-糖苷键，将木聚糖水解为木寡糖、低聚木糖及少量的木糖和阿拉伯糖。由于木聚糖酶在造纸工业中纸浆的预漂白、作为添加剂动物提高饲料及烘焙食品的质量及以木聚糖为原料生产功能性低聚木糖等方面都体现出优良特性，因此可作为一种高效的工业酶制剂。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种极耐热木聚糖酶基因，以使其满足使用要求。本发明的另一目的是提供一种上述极耐热木聚糖酶基因的表达蛋白。本发明还有一目的是提供上述一种极耐热木聚糖酶基因的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种极耐热木聚糖酶基因，其DNA序列如SEQ NO：1所示。

上述的极耐热木聚糖酶基因表达的极耐热木聚糖酶，其氨基酸序列如SEQ NO：2所示。

一种极耐热木聚糖酶，氨基酸序列为权利要求2所述的SEQ NO：2序列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。

一种重组体系，在所述的重组体系上克隆有如SEQ NO：1所示的DNA序列；所述的重组体系包括重组质粒和重组菌。

一种用于扩增极耐热木聚糖酶基因的引物，所使用的引物对为：

Tth-1：5’-GGAATTCCATATGGCAGTTGTGGCAAACTACGATTTTGAGAC-3’ ；

Tth-2：5’-CCGCTCGAGCTTAGTCAGGATCAGGTTG-3’ 。

上述的极耐热木聚糖酶在酶解木聚糖中的应用。酶解反应温度为70-100℃，pH5.5-8.5。所述的木聚糖来源于纤维原料中的半纤维素，包括榉木木聚糖、桦木木聚糖和燕麦木聚糖。

上述的重组体系在酶解木聚糖中的应用。

上述的极耐热木聚糖酶在酶解玉米秸秆中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的木聚糖酶具有极强的耐热性能和中性pH条件下高活性的特性，在95℃、pH7.0的条件下酶活性最高，比酶活达到145.8U/mg；该蛋白酶在温度为70℃-100℃、pH为5.5-8.5的范围内，均具有较高的酶活。该木聚糖酶的耐热性能极高，在85℃、添加终浓度为5mM Ca²⁺的反应体系中，保温2h酶活性保持不变。上述特性使得本发明得到的木聚糖酶比现有木聚糖酶具有更大的优越性，适用于80℃以上高温、中性pH条件下半纤维素的降解，具有潜在的工业应用价值。

附图说明

图1是木聚糖酶Tth xyn10A的SDS-PAGE蛋白电泳图；

图2是Tth xyn10A的最适温度结果图；

图3是Tth xyn10A的最适pH结果图；

图4是Tth xyn10A的热稳定性结果图；

图5是Tth xyn10A降解玉米秸秆半纤维素TLC图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

以下实施例中所使用的材料、试剂等，若无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1 木聚糖酶基因Tth xyn10A的制备

可采用如下人工合成的方式制备Tth xyn10A基因，也可以以Thermotoga thermarum的总DNA为模版通过PCR的方式得到。

本研究的木聚糖酶基因Tth xyn10A通过上海捷瑞生物工程有限公司合成，基因序列如SEQ NO：1所示

实施例2 木聚糖酶基因Tth xyn10A的亚克隆

用下述引物对PCR扩增实施例1中的木聚糖酶基因：

Tth-1：5’-GGAATTCCATATGGCAGTTGTGGCAAACTACGATTTTGAGAC-3’ ；

Tth-2：5’-CCGCTCGAGCTTAGTCAGGATCAGGTTG-3’ ；

上述引物合成时，Tth-1引入Nde I酶切位点，Tth-2引入Xho I酶切位点。