[发明专利]海洋低温α-淀粉酶基因工程菌、重组酶及应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程领域。涉及一种低温α-淀粉酶基因的表达载体；本发明还涉及其基因工程菌株大肠埃希氏菌Escherichia coli EGPS230；本发明还涉及该菌株产重组低温α-淀粉酶的方法与产品。

背景技术

α-淀粉酶为α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶(α-1，4-glucan-4-glucanohydrolaseEC.3.2.1.1)，是最重要的工业酶制剂之一，已被广泛应用在食品、发酵、纺织、造纸和制药等诸多行业。低温淀粉酶一般来源于低温微生物，Feller等人在1992年筛选到一株产淀粉酶的南极嗜冷海豚毒素交替单胞菌Alteramonashaloplanctis A23，该菌在4℃生长良好，在18℃细胞繁殖和酶分泌将会受到影响。在0-30℃，该菌的淀粉酶活力比来自恒温的动物淀粉酶活力高7倍。通常情况下，在相对较低温度范围内，低温淀粉酶的活性比相应的嗜温淀粉酶要高。例如，嗜冷性海洋微生物中分离的淀粉酶在60℃时活性约为40℃时的50％。最适反应温度与嗜温淀粉酶相比要低20-30℃。当超过最适反应温度时，该酶极易失活。美国Genencor是开发用于工业应用的新酶的领先者，该公司宣称其Optisize(R)淀粉酶在低温下有高活性。

低温淀粉酶的特殊性质使其在工业生产应用中具有一定的优势，食品行业是低温淀粉酶的一个重要应用领域，很多风味物质为保持其风味不丢失，常常需要在低温条件下发酵。0-20℃温度范围内(此时同源的嗜温型酶不活泼)，低温微生物具有高生长速率、高酶活力及高催化效率，可大大缩短处理过程的时间并省却昂贵的加热等系统，因此在节能方面有相当大的优势。与此同时低温发酵还能够减少中温菌的污染的危险，尤其是在连续发酵操作中。

环境治理是低温酶又一个应用领域，在低温条件下来自低温微生物的淀粉酶催化速度较嗜温型淀粉酶更快，低温微生物及其产生的淀粉酶还可替代化学方法，这些特点可以使废水处理费用降到最低程度。另外在一些季节性变化幅度大的地区，温度变化很大，这就使微生物分解有机污染物如大分子碳水化合物和类脂的效率降低。将能够分泌低温淀粉酶等酶类的低温微生物接种到这种环境里去，则有助于提高对难处理化学物质的生物降解能力。这些微生物具有高催化活性酶及它们在较低温度下的特殊专一性，使得低温微生物及其产生的低温淀粉酶成为生物治理的理想工具。另外，由于低温淀粉酶在0-20℃的温度范围内具有高活性的特点，因此，其在饲料、纺织和洗涤工业的应用方面同样具有较大的潜力。

相信随着研究的持续深入以及生物工程技术的充分利用，低温淀粉酶工业应用前景将会更广阔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种通过分子生物学技术将从海洋耐冷细菌中克隆的一种低温α-淀粉酶的基因联入表达载体，进行表达。

本发明是通过聚合酶链式反应(PCR)的方法获得了海洋耐冷细菌Pseudoalteromonas arctica GS230的α-淀粉酶基因，并通过分子生物学技术将上述低温α-淀粉酶基因与表达载体连接。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种基因工程菌株大肠埃希氏菌EPGS230(Escherichia coli EPGS230)，CGMCC No.2700。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备重组低温α-淀粉酶的方法，其包括用上述本发明表达载体转化宿主细胞，培养转化体，获得重组的低温α-淀粉酶。

本发明涉及的低温α-淀粉酶基因来源于海洋细菌Pseudoalteromonasarctica GS230，其基因序列已在GenBank公开，登录号为EU849122，公众如果需要，淮海工学院海洋学院可以对外提供。

本发明不局限于任何特定的宿主细胞，只要它能够表达重组表达载体即可，优选大肠杆菌，进一步优选大肠杆菌BL21(DE3)。

以上技术方案中所有基本分子生物操作均参照“分子克隆实验指南”(第三版，科学出版社，2002年)

本发明的低温α-淀粉酶不仅可以水解淀粉，对于由葡萄糖以α-1，4糖苷键聚合的多糖都有一定的催化能力。