[发明专利]一种碱性果胶酶PLA及其基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种碱性果胶酶PLA及其基因和应用。

背景技术

果胶质是广泛存在于高等植物初生壁和细胞间隙中的一组多糖，在植物的细胞组织中起着“粘合”的作用。构成果胶质的基本单元是不同酯化度的半乳糖醛酸，D-半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键相连接作为主链，并以鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖及其他糖类连接在其主链上作为支链(Thakur BR，et al.Crit Rev Food Sci Nutr.37：47-73，1997)。

果胶酶(pectinases)是分解果胶质的多种酶的总称。由于果胶质的化学结构比较复杂.能够催化其分解的果胶酶也是种类繁多。果胶酶根据分解糖苷键的反应性质或降解底物的性质可以分为：果胶水解酶(pectin hydrolases)、果胶裂解酶(pectin lyases，PL)、果胶酯酶(pectin esterases，PE)和原果胶酶(Alkorta I，et al.Process Biochem33：21-28，1998)。果胶酶按其作用最适pH分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。目前研究和应用较多的是酸性果胶酶，其酶作用最适pH在偏酸性范围，主要用于水果榨汁和果汁澄清。碱性果胶酶(Alkaline pectinase)则是指在碱性范围内具有较高活性的果胶酶，一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶(Polygalacturonate lyase，简称PGL)。其最适pH在8.0-10.0，可以在高pH条件下断开果胶聚合物主链，产寡聚半乳糖醛酸。碱性果胶酶是非常重要的工业酶制剂之一，具有不可估量的潜在应用价值。目前，碱性果胶酶在植物药提取、茶和咖啡发酵、油提取，纺织、造纸、洗涤剂、植物纤维加工、含果胶工业废水处理及生物技术等行业的应用越来越受到重视，所以成为人们研究的热点(Jayani RS，et al.Process Biochemistry 40：2931-2944，2005)。

碱性果胶酶多由细菌中的杆菌属和假单胞菌属产生(Hayashi K，et al.Phytochemistry 45：1359-1363，1997)，放线菌(Beg QK，et al.J Ind MicrobiolBiotechnol 24：396-402，2000)和真菌产碱性果胶酶也有报道(Baracat et al.J IndMicrobiol 11：139-142，1993)。不同来源的碱性果胶酶生化性质差异较为明显。来源于Bacillus licheniformis(Singh SA，et al.Process Biochem.35：411-417，1999)和Fusarium oxysporum f.sp.Lycopersci(Pietro AD，et al.FEMS Microbiol Lett.145：295-298，1996)的碱性果胶酶的最适pH为11.0。来源于Bacillus alcalophillusNTT33果胶酶的最适pH为9.5(Zhai C，et al.Enzyme and Microbial Technology.33：173-178，2003)。来源于Pseudomonas marginalis CFBP 1287的果胶酶的最适pH为8.5-9.0(Membre and Burlot，Appl Environ Microbiol.60：2017-2022，1994)。报道的碱性果胶酶的最适温度在30-70℃之间。一些碱性果胶酶的基因已经被克隆，并且已经大肠杆菌、毕赤酵母等表达系统中进行了表达(Zhai C，et al.Enzyme andMicrobial Technology.33：173-178，2003；王芸等，微生物学通报，35(3)：341-345，2008)。但碱性果胶酶的表达量仍然很低，由于成本问题，至今未得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产碱性果胶酶的菌株Klebsiella sp.Y1。

本发明再一目的是提供来源于上述菌株的碱性果胶酶。

本发明的再一目的是提供上述果胶酶的基因。

本发明的再一目的是提供包含上述果胶酶的重组载体。

本发明的再一目的是提供包含上述果胶酶基因的重组菌株。

本发明的再一目的是提供一种制备碱性果胶酶的方法。

本发明的再一目的是提供上述碱性果胶酶的应用。