[发明专利]碳酸酐酶SaCA及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了碳酸酐酶SaCA及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质，来源于盐螺旋菌(Salinispirillum sp.)，是一种碳酸酐酶，命名为SaCA蛋白，是由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质。本发明还保护SaCA蛋白作为碳酸酐酶的应用。本发明对于相关环境保护、医药领域等，具有重大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉碳酸酐酶SaCA及其编码基因和应用。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，二氧化碳的排放问题日趋严重，而大气中二氧化碳含量的逐年增加是导致温室效应的主要原因，全球变暖越来越成为人们关注的焦点，因此，二氧化碳的捕集成为人们亟待解决的问题。研究人员提出了多种方案，不仅用于降低大气中二氧化碳的浓度，还用于二氧化碳的再利用。但是在这些方案中，二氧化碳的水合作用都是过程中的限速步骤。

碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase，EC 4.2.1.1)是催化二氧化碳与水、碳酸及氢质子之间可逆反应的金属酶。该酶最早在牛红细胞中被发现，随后，人们陆续从动物、植物、古细菌和真细菌中鉴定出不同种类的碳酸酐酶。到目前为止，人们将碳酸酐酶分为五类(α、β、γ、δ和ε)，其中α、β、γ三类酶存在于所有原核生物中，具有重要的生理功能。另外，有研究表明，碳酸酐酶在二氧化碳捕获技术中具有重要的作用，可大幅度提高二氧化碳的水和反应。因此，开发活性更高的碳酸酐酶新来源逐渐成为研究热点。本发明提供了新颖来源的碳酸酐酶SaCA及其编码基因和应用。

发明内容

本发明的目的是提供碳酸酐酶SaCA及其编码基因和应用。

本发明提供的蛋白质，来源于盐螺旋菌(Salinispirillum sp.)，是一种碳酸酐酶，命名为SaCA蛋白，氨基酸序列如序列表中序列1所示。由于氨基酸序列的特殊性，任何含有序列表中序列1所示氨基酸序列的肽蛋白的片段或其突变体，只要其与前述氨基酸序列具有99％以上同源性，且具有碳酸酐酶功能，均属于本发明保护范围。具体的，所述改变包括氨基酸序列中一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加和/或替换。

SaCA蛋白的编码基因也属于本发明的保护范围。

优选的，所述基因的碱基序列如序列表中序列2所示，该基因序列来源于盐螺旋菌(Salinispirillum sp.)，由657个碱基组成。由于核苷酸序列的特殊性，任何序列表中序列2所示多核苷酸的变体，只要其与该多核苷酸具有90％以上同源性，均属于本发明保护范围之列。所述多核苷酸的变体是指一种具有一个或多个核苷酸改变的多核苷酸序列。此多核苷酸的变体包括取代变异体、缺失变异体和插入变异体。

含有所述基因的重组表达载体、表达盒或重组微生物均属于本发明的保护范围。

本发明还保护SaCA蛋白作为碳酸酐酶的应用。应用SaCA蛋白作为碳酸酐酶时，采用的温度为20-90℃，采用的pH为3-11。应用SaCA蛋白作为碳酸酐酶时，采用的温度为55℃，采用的pH为6。

本发明提供的碳酸酐酶SaCA具有较高的酶活力，且反应温度宽泛，反应pH宽泛。

盐螺旋菌JH(Salinispirillum sp.JH)已于2020年7月29日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址：中国，武汉，武汉大学；邮编：430072)，保藏编号为CCTCC NO:M 2020375。

本发明对于相关环境保护、医药领域等，具有重大的应用前景。

附图说明

图1为菌株JH的照片。

图2为菌株JH的系统发生树。

图3为SaCA蛋白溶液的电泳图。

图4为检测最适pH时的相对酶活结果。

图5为检测最适反应温度时的相对酶活结果。