[发明专利]一种木聚糖酶基因及表达蛋白和应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种木聚糖酶基因及其表达蛋白和应用。

背景技术

半纤维素是植物细胞壁的主要成分，是除纤维素之外自然界中最为丰富的可再生资源。半纤维素一般由木聚糖即以β-D-1,4木糖苷键连接起来的一种多聚五碳糖为主链，并带有多种取代基，如阿拉伯糖基，α-葡萄糖醛酸基等。木聚糖彻底降解则得到木糖、阿魏糖、阿拉伯糖等，其中以木糖为主。木聚糖酶是木聚糖降解酶系中的最为关键的多糖水解酶，通过随机切割木聚糖的β-1,4-糖苷键，将木聚糖水解为木寡糖、低聚木糖及少量的木糖和阿拉伯糖。木聚糖酶在造纸纸浆、酿造及饲料工业等方面已体现显著的应用价值，因此可作为一种高效的工业酶制剂应用于上述几个方面。耐热纤维水解酶包括木聚糖酶及葡聚糖酶的开发利用是当今纤维类生物质精炼技术领域的重要发展方向。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种木聚糖酶基因。本发明的另一目的是提供一种上述木聚糖酶基因表达的适合中温下半纤维素水解的木聚糖酶。本发明还有一目的是提供上述一种木聚糖酶的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种木聚糖酶基因，其DNA序列如SEQ NO：1所示。

一种木聚糖酶基因的表达蛋白，为适合中温下半纤维素水解的木聚糖酶，其氨基酸序列如SEQ NO：2所示。

一种木聚糖酶基因的表达蛋白，氨基酸序列为SEQ NO：2序列中的氨基酸经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失及添加形成的具有木聚糖酶活性的衍生蛋白质。

一种重组载体，在所述的重组载体上克隆有如SEQ NO：1所示的DNA序列。

一种重组菌，在所述的重组菌内克隆有如SEQ NO：1所示的DNA序列。

一种用于扩增木聚糖酶基因的引物，所使用的引物对为：

Tth-1：5’-GGAATTCCATATGGGACCACAGCCCATGTCGTC-3’；

Tth-2：5’-CCGCTCGAGCTTGGAAACTGATTCTATTACACTC-3’。

上述的木聚糖酶在酶解木聚糖中的应用。酶解反应温度为60-80℃，pH5.5-6.5。所述的木聚糖来源于纤维原料中的半纤维素，包括榉木木聚糖、桦木木聚糖和燕麦木聚糖。

上述的重组载体或重组菌在酶解木聚糖中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的木聚糖酶具有较好的的耐热性能和略偏酸性pH条件下高活性的特性。在80℃、pH为6.0的条件下酶活性最高，比酶活达到35 U/mg；该蛋白酶在温度为60℃-80℃、pH为5.5-65的范围内，均具有较高的酶活。该木聚糖酶的耐热性能较高，在65℃，pH6.0的反应体系中，保温2h 酶活性基本保持不变。上述特性使得本发明得到的木聚糖酶比现有木聚糖酶具有更大的优越性，适用于65℃以上高温、略偏酸性pH条件下半纤维素的降解，具有潜在的工业应用价值。

附图说明

图1是Tth xyn10B蛋白的SDS-PAGE图；

图2是Tth xyn10B蛋白的最适温度结果图；

图3是Tth xyn10B蛋白的最适pH结果图；

图4是Tth xyn10B蛋白的热稳定性结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

以下实施例中所使用的材料、试剂等，若无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1 嗜热陆地热泉高温神袍菌基因组DNA的提取

采用嗜热陆地热泉高温神袍菌Thermotoga thermarum DSM5069（购自德国微生物菌种保藏中心）新鲜菌体10g，悬于5mL 50mM Tris缓冲溶液中（pH8.0），混匀后在37℃放置20min，然后加入2mL 10%SDS，55℃放置5min，用等体积的酚-氯仿（24:1）抽提一次，取上清液加入2倍体积的无水乙醇，于-20℃放置30min，4℃ 13000rpm离心20min，收集沉淀。沉淀溶于0.5mL TE缓冲液（pH8.0，10mM Tris，1mM EDTA），加入10mg/mL RNase 3μL，37℃保温1 h，用等体积的酚-氯仿（24:1）抽提一次，取上清加入2倍体积的无水乙醇，于-20℃放置30min，4℃ 13000rpm离心20min，收集沉淀，真空冷冻干燥，用0.5mL超纯水溶解。

实施例2 木聚糖酶基因Tth xyn10B的制备