[发明专利]耐高温木糖苷酶XynB1和编码该酶的基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种木糖苷酶，特别涉及在嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans)NG80-2中对木糖苷酶XynB1基因进行克隆表达、功能鉴定以及构建大肠杆菌高效表达的耐高温木糖苷酶和编码该酶的基因与应用。

背景技术

随着当今社会的飞速发展，人口增长和资源消耗使得可再生资源的开发与利用成为国际社会和学术界共同关注的问题。木聚糖是半纤维素的主要组成成份，广泛分布于高等植物的细胞壁中，是自然界中一种巨大的可再生生物资源，也是最容易提取、降解和利用的一类半纤维素。木聚糖酶和β-木糖苷酶是降解木聚糖最主要的酶。在能源工业中，工农业废弃物中的木聚糖可被木聚糖酶和木糖苷酶转化为木糖，而木糖又可被细菌及真菌转化成酒精等有价值的燃料；在造纸工业的纸浆漂白中，β-木糖苷酶与木聚糖酶协同作用可以有效提高漂白性能；在医药行业中，木聚糖酶和木糖苷酶水解特定底物可产生在医药行业具有重要应用价值的中间转化产物。因此对于木聚糖酶和木糖苷酶的研究具有广泛而重要的用途。

半纤维素是仅次于纤维素含量第二丰富的可利用自然资源，半纤维素中的木聚糖(xylan)根据来源不同，分枝程度不同，其主链和支链带有多种不同的取代基团。由于木聚糖结构的复杂性，它的完全降解需要多种水解酶的参与共同作用完成。其中的β-1，4-内切木聚糖酶(EC.3.2.1.8)和β-D-木糖苷酶(β-xylosidase，EC.3.2.1.37.)是降解木聚糖主链的关键酶。β-木糖苷酶是一种外切酶，主要作用于寡聚木聚糖的末端，催化水解木糖苷和以外切方式从非还原性末端水解木二糖及木二糖以上的寡聚木聚糖，水解产物为木糖。β-木糖苷酶在自然界中分布非常广泛，现已从细菌、放线菌和真菌(包括酵母)等微生物和高等植物中分离得到。

在木糖苷酶研究方面，涉及的嗜热菌种有：苍白芽孢杆菌(Geobacillus pallidus)、硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus P2)、嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)、嗜热革节孢(Scytalidium thermophilum)、海栖热袍菌(Thermotoga maritima)、嗜热芽孢杆菌(Bacillus thermantarcticus)、嗜盐古细菌(Halorhabdus utahensis)、黑曲霉(Aspergillus niger 90196)、高温厌氧芽孢杆菌(Thermoanaerobacterium sp.strain JW/SL YS485)、聚多曲霉(Aspergillussydowii MG49)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharolyticumB6A-RI)、嗜热厌氧产乙醇杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)、极端嗜热厌氧菌(Caldocellum saccharolyticum Tp8T6.3.3.1)。

关于木糖苷酶基因最新的专利报道。如江正强等人报道了嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18木糖苷酶及其基因(第200710063139.0号，申请日期2007.01.29)；伦德特·亨德里克·德格拉夫等人报道了黑曲霉木糖苷酶及其基因(第96194959.7号，申请日期1996.06.24)。尽管关于木糖苷酶基因的专利报道有多篇，但从嗜热脱氮芽孢杆菌中获得热稳定性木糖苷酶及其编码的基因尚未见文献报道。