[发明专利]里氏木霉内切葡聚糖酶I的嗜热突变体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月15日提交的美国临时申请No.61/383,240、以及2010年12月10日提交的美国临时申请No.61/422,081的优先权，这些申请公开以引用方式全文并入本文。

ASCII文本文件形式的序列表的提交

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技术领域

本公开涉及包含氨基酸突变的热稳定糖基水解酶家族7的酶，包括得自里氏木霉的内切葡聚糖酶。具体而言，本公开涉及包含里氏木霉内切葡聚糖酶的组合物、以及它们的使用方法。

背景技术

在将生物质的纤维质内容物转化为可发酵的糖以用于生物燃料的生产中，纤维素酶目前受到了相当大的关注。有多种酶(外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶)同样地将纤维素水解为葡萄糖。由于丝状真菌里氏木霉能够显著地分泌大量的水解纤维素的酶，所以其为工业上使用的纤维素酶生产者(＞50g/L)。该真菌至少生产出7种用于结晶纤维素完全降解的细胞外纤维素酶。这些酶包括：2种外切葡聚糖酶，称为Cel7A和Cle6A(CBH I和CBH II)，它们分别占总纤维素酶含量的50％和20％；以及5种内切葡聚糖酶Cel7B、Cel5A、Cel12A、Cel61A和Cel45A(EG1、EG2、EG3、EG4和EG5)，它们分别占总纤维素酶含量的15％、10％、1％、＜1％和＜1％。

在高温下使用纤维素酶进行木质纤维素的水解具有许多潜在的优点，例如由于比浓粘度而具有较高的固体加载量，微生物污染的风险较低，在高温预处理下具有较高的相容性，以及较快的水解速率。但是，里氏木霉纤维素酶和其他真菌的酶在高温下具有相对低的活性和稳定性(Takashima，S et al.，JBiotechnol65(2-3)：163-71，1998)。生产和分泌足量的纤维素酶的能力对于由纤维质生物质经济地生产生物燃料而言是最重要的，并且由非真菌来源表达和生产嗜热纤维素酶到目前为止是非常有限的(＜100mg/L)。

因此，本领域需要能够在高温下高效地水解木质纤维素的热稳定真菌纤维素酶。

发明概述

本公开提供了满足上述需要的多肽、组合物和方法。

本公开涉及突变体热稳定的酶，包括具有内切葡聚糖酶活性的糖基水解酶家族7的酶。这些酶可以用于水解木质纤维素，具体而言，可以用于降解和水解多糖和寡糖，例如转化为可溶性的糖，从而用于(包括)生物燃料的可发酵的生产，食品的加工，纺织品的抛光和清洁，抛光结晶纤维素的生产以及纸浆的漂白。这些酶是热稳定的，它们解决了对能够在高温下高效地水解木质纤维素的水解纤维素酶的需求。本公开还涉及编码突变体热稳定酶的分离的核酸、以及包含这些核酸的载体和宿主细胞。

因此，本发明的一个方面提供了突变体热稳定的糖基水解酶家族7的酶，该酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸230比对的氨基酸处包含丝氨酸、苏氨酸、亮氨酸或蛋氨酸。在某些实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸113比对的氨基酸处进一步包含亮氨酸或丝氨酸。在其他实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸115比对的氨基酸处进一步包含苏氨酸或甘氨酸。

本发明的另一个方面提供了突变体热稳定的GH7家族的内切葡聚糖酶，该酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸230比对的氨基酸处包含赖氨酸。在某些实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸113比对的氨基酸处进一步包含亮氨酸或丝氨酸。在其他实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸115比对的氨基酸处进一步包含苏氨酸或甘氨酸。

本发明的另一个方面提供了突变体热稳定的里氏木霉内切葡聚糖酶I，该酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸230比对的氨基酸处包含丙氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸或精氨酸。在某些实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸113比对的氨基酸处进一步包含亮氨酸或丝氨酸。在其他实施方案中，所述的酶在与SEQ ID NO：1的氨基酸115比对的氨基酸处进一步包含苏氨酸或甘氨酸。