[发明专利]嗜热脂环芽孢杆菌来源的羧酸酯酶D-1CarE5及其基因

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体地说是一种嗜热脂环芽孢杆菌来源的羧酸酯酶D-1CarE5及其基因。

背景技术

    羧酸酯酶（Carboxylesterases, E C3.1.1.1）是一类能够催化水解羧酸酯生成羧酸和醇的非特异性酯酶，与脂肪酶同属于α/β水解酶家族成员，其氨基酸序列含有Ser-Asp -His三联体结构，Ser，Asp，His构成了羧酸脂酶的催化活性中心（Nardini, M, et al., Current Opinion in Structural Biology. 1999, 9(6):732-737.）。

羧酸脂酶广泛存在于动物、植物、微生物中(Melloney J., et al., Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2005, 32:261-270.)，其中微生物来源的羧酸酯酶是一种重要的工业酶类，在催化酯水解、酯合成、酯交换等上有重要应用价值，具有良好的区域选择性和立体选择性（Ramos Tombo, et al., Agricultural and Biological Chemistry. 1987, 51:1833-1838.）。这些独特性质使羧酸酯酶在食品、化工、制药、能源开发和环境保护等领域具有广阔的应用前景（Jaeger K.E., et al., Trends in Biotechnology. 1998, 16(9):396-403.）。

羧酸酯酶是一种重要的农药降解酶，然而天然菌株产酶低、难以大量生产，生产成本高，限制了其推广应用。利用分子生物学手段构建高效生物反应器，可以提高农药降解酶的表达量，实现其大规模工业化生产。本文从嗜热脂环酸芽孢杆菌D-1基因组中克隆羧酸脂酶基因D-1CarE5与表达载体pET28a(+)连接后，转化到大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达并对羧酸酯酶酶学性质进行了初步研究，为进一步研究羧酸酯酶对农药的降解奠定了理论基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧酸酯酶。

本发明的再一目的是提供编码上述羧酸酯酶的基因。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明所述羧酸酯酶D-1CarE5可得自嗜热脂环芽孢杆菌（thermophilic 

Alicyclobacillus tengchongensisstrain CGMCC1504）。D-1CarE5的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的羧酸酯酶D-1CarE5总共含有513个氨基酸，理论分子量为58.65kDa。以α-乙酸萘酯为底物：最适温度40℃；最适pH7.38；终浓度1 mM的金属离子Mn²⁺和Zn²⁺对酶有激活作用，Cu²⁺、Ag⁺、Hg²⁺和Pb⁺等有较强的抑制作用； 在温度35 ℃以下保温50 min基本保持稳定；经1/15 mol/L pH5.91、pH7.38和pH8.04缓冲液下处理80 min，分别保持40%、90%和45%以上的活性；在pH7.38及40 ℃下，该酶对0.6 mol/Lα-乙酸萘酯的比活力为108.65±0.01 U/mg；在pH7.0及60 ℃下，该酶对0.6 mol/Lβ-乙酸萘酯的比活力为14.78±0.01 U/mg。

本发明提供了编码上述羧酸酯酶的基因D-1CarE5，该基因序列如SEQ ID NO.2。