[发明专利]一种葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶及其表达

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说一种葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶，以及该葡苷酶在大肠杆菌中的表达。

背景技术

β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)属于外切水解酶类，是一类在亲核分子间催化转移糖苷的酶，可以在短链的寡糖或纤维二糖内部、在带有芳香基团或烷基的碳水化合物的残基之间打断β-1，4-糖苷键。β-葡萄糖苷酶是一类重要的工业用酶，潜在应用广泛，在众多生物技术生产过程中具有重要的应用价值。它是食品工业中重要的风味酶，可以水解水果中的风味前体物——β-糖苷，释放出挥发性糖苷配基，充任水果风味增香酶的角色；β-葡萄糖苷酶兼具有糖苷转移酶的活性，可以用于合成新的糖配体；β-葡萄糖苷酶可以与其他几种纤维素降解酶协同作用，将纤维素降解成葡糖糖，后者能为产能微生物利用，进而炼制生成燃料乙醇等能源物质。

在β-葡萄糖苷酶工业应用过程中，人们发现，非葡萄糖敏感的β-葡萄糖苷酶降解纤维素的速度更快，可以改善木质纤维素的发酵工艺；并且，利用葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶，可生产出20-30％浓度的果汁(Waldron CR，Becker-Vallone CA，and Eveleigh DE.Isolation and characterization of a cellulolytic actinomycete Microbispora bispora.Appl.Microbiol.Biotechnol.1986，24：477-486.)。然而，一般情况下，β-葡萄糖苷酶对其水解产物葡萄糖异常敏感，极低浓度的葡萄糖就能够反馈抑制β-葡萄糖苷酶的活性。β-葡萄糖苷酶对葡萄糖的抑制常数K_i一般为0.5mM-100mM(Watanabe T，Sato S，Yoshioka T，et al.Purification and properties of Aspergillus niger β-glucosidase.J.Biochem.1992，209：651-659；Woodward J and Wiseman A.Fungal and other β-D-glucosidases：their properties and applications.Enzyme Microb.Technol.1982，4：73-79.)，仅有极少数的β-葡萄糖苷酶具有较高的葡萄糖耐受浓度(Christine R，Jean-Michel S，Marie-Jose V，et al.Purification，characterization，and subatrate specificity of a novel highly glucose-tolerant β-glucosidase from Aspergillus niger.Applied and Environmental Microbiology.1998，64(10)：3607-3614.)。

发明内容

本发明提供一种具有工业应用价值的新型葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶，表达该β-葡萄糖苷酶基因的工程菌株以及β-葡萄糖苷酶蛋白的制备方法。

本发明提供一种葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶(基因命名为Bgl1A)，原始来源于中国南海海洋海水未培养微生物，具有如下核苷酸序列之一：

(1)序列表中SEQ ID No：1；

(2)序列表中的SEQ ID No：1经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；

(3)编码序列表中SEQ ID No：2蛋白质序列的多核苷酸序列。

一种葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶，具有下列氨基酸序列之一：

(1)序列表中的SEQ ID No：2；

(2)序列表中的SEQ ID No：2经取代、缺失或添加一个或几个氨基残基且编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。

本发明的目的还在于提供含有上述葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶基因的重组表达载体。

本发明的目的还在于提供含有上述葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶基因的宿主菌。

本发明的目的还在于提供上述葡萄糖耐受的β-葡萄糖苷酶蛋白的制备方法。