[发明专利]一种极耐SDS木聚糖酶XynII及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质技术领域，尤其涉及一种极耐SDS木聚糖酶XynII及其编码基因和应用。

背景技术

木聚糖是存在于植物细胞壁中最丰富的半纤维素，是自然界中继纤维素之后含量第二丰富的可再生物质资源。它是高度分支的多糖，是一个以β-1,4-糖苷键相连的木聚糖主链上带着一些不同的取代基，由乙酰基、阿拉伯糖基、4-O-甲基葡萄糖醛酸和阿魏酸残基等而构成的。由于木聚糖组成的复杂性，其完全降解需要木聚糖酶，β-木糖苷酶及一些列相关的侧链降解酶酶共同作用，如α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶，α-葡萄糖醛酸酶，乙酰木聚糖酯酶以及阿魏酸酯酶等。在木聚糖降解的酶系中，木聚糖酶起着最重要的作用，它水解木聚糖主链骨架的β-1,4-糖苷键，产生低聚木糖或带有侧链的寡聚木糖，从而实现木聚糖的降解。根据木聚糖酶基因的同源性和疏水基团簇，木聚糖酶主要分为两个家族：第10家族木聚糖酶分子量多在35kDa左右，由纤维素结合域及其间的连接区域组成，第11家族主要包括一些高度特异的低分子量内切木聚糖酶，大多分子量较小，在20kDa左右。另外还有少数的木糖酶被分在糖苷水解酶家族5、7、8以及43等（G H；http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/）这些不同家族来源的木聚糖酶具有不同的分子结构，分子量以及催化特性等。

木聚糖酶的商业化应用始于十九世纪80年代在饲料工业中的应用，之后又逐渐广泛应用于造纸、食品、制药等各种行业。在饲料领域，木聚糖酶可以提高低质饲料的利用率，有利于禽畜的健康生长；在食品方面木聚糖酶可以提高食品的品质，减少其它添加剂的使用；在造纸工业中，木聚糖酶可以提高木质素的溶出率，从而促进纸浆的漂白作用，减少了有毒助剂的使用。随着生物技术的不断发展，木聚糖酶的应用覆盖了工业化生产的很多领域。因此引起了人们的广泛关注。

酶的广泛工业化应用及技术升级的先决条件就是要找到合适的酶源，对酶的要求包含了以下几个方面：催化作用的特异性，较高的催化效率以及酶本身的稳定性。酶的催化效率取决于酶的柔性，使其能在催化过程中实现构像的变化，而在工业化应用中同时需要其在复杂环境下具有一定的结构稳定性。因此，木聚糖酶如具有较高的催化效率而且在苛性条件下，如极端的pH，蛋白酶或是变性剂SDS等存在的条件下仍具有较高的稳定性将是工业化应用的优良酶源。

草菇（Volvariella volvacea）是生长在热带和亚热带地区的大型真菌，与其它食用真菌相比，它具有独特的生物学特性，首先，它是一种高温型担子菌，酶稳定性好，对其天然生长底物——稻草的生物降解快速有效；其次，草菇虽为白腐菌，但它的木质素降解能力较弱，它可以在木质素未被充分降解的情况下有效的降解利用天然稻草中的纤维素和半纤维素，因此，其中性纤维素酶和半纤维素酶具有极强的降解能力，这些酶可能成为生物炼制工程中极具潜力的新酶源。

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极耐SDS木聚糖酶XynII，使其对蛋白酶K和SDS具有较强的耐受性，满足使用需求。本发明的另一目的是提供所述木聚糖酶XynII的编码基因。本发明还有一目的是提供上述木聚糖酶XynII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为：

一种极耐SDS木聚糖酶XynII，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的极耐SDS木聚糖酶XynII的编码基因，其DNA序列如SEQ ID NO.2所示。

含有所述的极耐SDS木聚糖酶XynII编码基因的表达载体或表达体系。

所述的极耐SDS木聚糖酶XynII编码基因在表达木聚糖酶XynII中的应用。

所述的木聚糖酶XynII在酶解木聚糖中的应用。

所述的木聚糖酶XynII在耐受SDS中的应用。

本发明从草菇中克隆获得木聚糖酶基因，并实现了其在毕赤酵母中的高效异源表达并研究了其酶学特性，发现其对蛋白酶及SDS具有极强的耐受性，是一种工业化应用的优质酶源。

有益效果：与现有技术相比，本发明的极耐SDS木聚糖酶XynII是一种从食用菌草菇中克隆得到的新的木聚糖酶，其最适温度为60℃，最适pH为7.0，具有良好的温度和pH稳定性，并且对蛋白酶K和SDS具有较强的耐受性，因此其在工业化应用中具有良好的应用前景。另外其来源为食用菌因此安全性可靠，可广泛应用于食品，饲料以及医药等行业。

附图说明

图1是纯化得到的木聚糖酶XynII的12%SDS-PAGE电泳图；