[发明专利]海藻酸裂解酶生物合成基因簇

说明书

技术领域

本发明属于微生物基因工程领域，具体地说，是关于海藻酸裂解酶的生物合成基因簇。

背景技术

海藻酸（Alginate），又称褐藻胶，是褐藻细胞壁的主要成分之一。某些细菌家族如固氮菌属（Azotobacter）和假单胞菌属（Pseudomonas）等也产海藻酸，作为细菌的荚膜多糖（Gregory L，Larry HK.Characterization of theexocellular polysaccharides from Azotobacter chroococcum[J].CarbohydrateResearch,1988,181(1):143-152；Alferd L,Russell SJ.A polysaccharide resemblingalginic acid from a Pseudomonas microorganism[J].Nature,1964,204(10):187-188）。海藻酸分子是由α-L-古洛糖醛酸（G）和β-D-甘露糖醛酸（M）两种残基以1,4-键连接而成，研究发现海藻酸分子由3种模块构成，即：均聚古洛糖醛酸片段（Poly-gulutonate，PG）、均聚甘露糖醛酸片段（Poly-mannuronate，PM）和甘露糖醛酸-古洛糖醛酸混合嵌合片段（MG-block）（Gacesa P.Alginates[J].Carbohydr Polymers,1988,8(3):161-182）。

海藻酸裂解酶，又名解藻酸裂解酶，存在于多种生物体中，如海藻、软体动物、真菌、细菌、噬菌体、病毒等。根据不同的底物特异性，海藻酸裂解酶可分为特异性降解古洛糖醛酸片段的聚古洛糖醛酸裂解酶poly（α-L-guluronate）lyase和特异性降解甘露糖醛酸偏酸的聚甘露糖醛酸裂解酶poly（β-D-mannuronate）lyase（Wong TY，Preston LA,Schiller NL.ALGINATELYASE:Review of Major Sources and Enzyme Characteristics,Structure-FunctionAnalysis,Biological Roles,and Applications[J].Annual Review of Microbiology，2000,54(1):289-340）。海藻酸裂解酶通过β-消除反应将海藻酸降解为一系列不饱和的海藻寡糖，分布于多糖裂解酶（polysaccharide lyase，PL）第5，6，7，14，15，17，18家族中（http://www.cazy.org/Polysaccharide-Lyases.html）。海藻酸裂解酶及其降解海藻酸所产生的海藻寡糖在医药、食品和生物研究领域都具有重要作用。

解藻酸弧菌（Vibrio alginolyticus）是一类革兰氏阴性的海洋细菌，按照伯杰氏细菌手册记载，是一类不产海藻酸裂解酶的细菌。但Kitamikado等人研究发现V.alginolyticus ATCC17749株可产胞外海藻酸裂解酶（Tseng C-H.,Yamaguchi K.,Nishimura M.,Kitamikado M.Alginate Lyase from Vibrioalginolyticus ATCC17749[J].Nippon Suisan Gakkaishi,1992,58(11):2063-2067），并且分离纯化到一种分子量为47kDa的专一性降解聚甘露糖醛酸片段的海藻酸裂解酶，并且发现该菌株中存在不止一种海藻酸裂解酶（Kitamikado M,TsengCH,Yamaguchi K,Nakamura T.Two types of alginate lyases[J].Appl EnvironMicrobiol,1992,58(8):2474-2478），但此后关于V.alginolyticus ATCC17749海藻酸裂解酶的研究一直未有报道。

发明内容

本申请的发明人在对V.alginolyticus ATCC17749的研究过程中，从该菌株中克隆得到五个海藻酸裂解酶编码基因，生物信息学分析显示五个基因在染色体上成簇排列。

因此，本发明的目的在于提供海藻酸裂解酶生物合成基因簇。