[发明专利]一种木聚糖酶编码基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种木聚糖酶编码基因及其应用。

背景技术

木聚糖是由β-1，4-木糖苷键连接而成的线状木糖多聚体，侧链上连着多种不同的取代基。在自然界中，木聚糖是第二丰富的半纤维素类多糖，在被子植物中木聚糖占植株干物质重的15％～30％，在裸子植物中占植株干物质重的7％～12％。木聚糖在动物的消化道内不能被消化和吸收，而且会影响其他养分的吸收利用，具有很强的抗营养作用，因而大大地限制了富含木聚糖的饲料(如大麦、小麦和黑麦等)的应用。

工业上降解木聚糖的方法主要有两种，即酸解和酶解。酸解作用较快，但常伴随着有毒物质的生成，而且容易引起容器的腐蚀。降解木聚糖的酶类主要是内切β-1，4-木聚糖酶(EC 3.2.1.8)，该酶能将木聚糖分解成低聚糖、木糖和少量的阿拉伯糖。自然界中，除细菌、真菌等微生物能产生木聚糖酶外，藻类、原生动物、甲壳类动物、昆虫、蜗牛和植物的种子等都可产生木聚糖酶。目前，用于生产实践中的木聚糖酶主要来自于真菌，因为真菌产生的木聚糖酶能够分泌到培养基中，易于纯化，而且其活性较高。在产木聚糖酶的真菌中，研究较多的是曲霉(Aspergillus sp.)，到目前为止，已有十几种曲霉产木聚糖酶的性质获得了深入的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种木聚糖酶编码基因及其应用。

本发明所提供的木聚糖酶编码基因可为如下1)-3)中任一所述的基因：

1)其核苷酸序列是序列表中的序列1；

2)在严格条件下可与序列表中序列1限定的DNA序列杂交且编码木聚糖酶的DNA分子；

3)与1)的基因具有90％以上的同源性，且编码木聚糖酶的DNA分子。

序列表中的序列1由624个碱基组成，其开放阅读框架(ORF)为自5′末端第1-624位碱基，编码木聚糖酶。

所述木聚糖酶的氨基酸序列如GenBank Accession No.DQ168666所示。

上述严格条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液中，在65℃条件下杂交并洗膜。

扩增上述木聚糖酶编码基因全长或其任一片段的引物对也属于本发明的保护范围。

含有上述木聚糖酶编码基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系和重组菌也属于本发明的保护范围。

所述重组载体具体可为在毕赤酵母组成型表达载体pGAPzαA的多克隆位点间插入上述木聚糖酶编码基因得到的重组载体，如pGAP-xynB。

所述重组菌具体可为在毕赤酵母x-33中导入含有上述木聚糖酶编码基因的重组载体得到的重组菌。

本发明的第三个目的是提供一种制备木聚糖酶的方法。

本发明所提供的制备木聚糖酶的方法，是发酵培养上述含有木聚糖酶编码基因的重组菌，得到木聚糖酶。

上述重组菌可用于制备猪、鸡等单胃动物的饲料添加剂，以提高饲料的利用率。

本发明通过基因工程技术，利用硫色曲霉木聚糖酶xynB的氨基酸序列(GenBank Accession No.DQ168666)和毕赤酵母的密码子偏好性，合成了一个木聚糖酶编码基因，并将其转入毕赤酵母中，从而能高效生产木聚糖酶。摇瓶发酵研究表明，利用本发明方法生产的木聚糖酶的产量达到20000U/mL，该木聚糖酶的最适催化温度为50℃，最适催化pH为4.4，适合作为猪、鸡等单胃动物的饲料添加剂使用。

附图说明

图1为木聚糖酶基因的重叠PCR扩增结果

图2为重组菌株表达产物的SDS-PAGE分析结果

图3为木聚糖酶的最适pH值

图4为木聚糖酶的最适温度

具体实施方式

实施例1、木聚糖酶编码基因的重叠PCR法从头合成

根据已报道的硫色曲霉木聚糖酶xynB的氨基酸序列(GenBank AccessionNo.DQ168666)和毕赤酵母的密码子偏好性，设计8对引物(见表1)，利用重叠PCR方法，扩增木聚糖酶编码基因序列。

表1 重叠PCR方法扩增木聚糖酶编码基因的引物序列