[发明专利]高效异源表达白圆弧青霉脂肪酶的毕赤酵母及产酶培养基

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地涉及一株高效异源表达一种脂肪酶的菌株，本发明还涉及一种高效异源表达该脂肪酶的方法，编码该脂肪酶的基因以及该酶的应用，以及一种脂肪酶异源表达培养基。

背景技术

脂肪酶（LipaseE.C.3.1.1.3）是一类可以水解甘油三酯产生不同链长游离脂肪酸和甘油的水解酶。作为一种重要的工业用酶，脂肪酶可以催化水解、酯合成、酯交换、转酯化等一系列反应，因此其在食品、皮革、饲料、洗涤、医药、油脂化工等传统工业领域应用广泛。

脂肪酶的一个最显著的特点是它不同于多数水解酶的催化特性，它是一类非水相酶，其催化反应是在油水界面上进行，对于水溶性底物不起催化作用，具有反应条件温和、副产物少以及具有环境友好性等特点。不同来源的脂肪酶作用于底物甘油三酯的酯键位置不同。

虾青素又名虾黄素、虾黄质，是一种具有极强的生物抗氧化性的酮式类胡萝卜素，其广泛存在于虾、蟹、鱼、鸟、某些藻类及真菌等生物中。其抗氧化性能是天然维生素E的1000倍,番茄红素的10倍，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病作用，在水产养殖、医药、食品和化妆品等领域有着极其广阔的应用前景。我国、美国、欧盟、加拿大食品监察局等则已批准天然虾青素可作为水产动物的饲料添加剂。

虾青素除具有强抗氧化性，还能明显增强机体的免疫能力。动物实验表明，虾青素能防治动物疾病，对其正常生长、健康养殖、提高存活率及繁殖率具有重要的作用。虾青素作为饲料添加剂饲喂猪，可增加公猪的精液体积，提高猪仔的体重和存活率。雨生红球藻粉中的酯化虾青素可预防和治疗马的肌肉机能障碍、奶牛的乳腺炎和幽门螺杆菌引起的胃肠管道炎症。在家禽饲料中添加虾青素，能提高母鸡的产蛋率、促进蛋鸡的健康、降低雏鸡死亡率的50%，并减少弧菌对鸡蛋的感染等。此外，虾青素是类胡萝卜素合成的终点，进入动物体内后可以不经修饰或生化转化而直接贮存在组织中，具有极强的色素沉积能力，能使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色，使禽蛋及禽的羽毛、皮肤、脚、项均呈现健康的金黄色或红色。虾青素常作为着色剂应用于马哈鱼、鲑鱼、虹鳟鱼和虾的养殖中，在改善水产动物色泽的同时，增加其营养价值和风味，提高水产品的价值。

虾青素分为人工合成品及天然虾青素两种。化学合成生产虾青素工艺成熟，并已实现了产业化。但化学合成虾青素工艺复杂、反应条件难控制、生产成本高且安全性受到质疑，美国FDA已禁止化学合成虾青素进入保健食品市场。生物合成的天然虾青素具有安全、无毒、生物活性高等优点。生物法可分为从水产品副产物(虾、蟹的壳等)提取和微生物天然合成两种。水产品提取法存在原料不稳定、来源受限、虾青素含量低等局限，不能满足产业化的需求。微生物天然合成法常采用雨生红球藻或法夫酵母进行合成。目前国内外多采用雨生红球藻大规模生产天然虾青素，雨生红球藻藻粉也已被美国和加拿大等批准作为水产动物和家禽的着色剂和营养源。虽已实现了产业化生产，但雨生红球藻中虾青素大多数以虾青素酯的形式存在，组分复杂，纯化和检测困难。

虽然美国和日本的国标已经选择了脂肪酶催化水解的方法。但在工业规模上，实现应用脂肪酶催化水解虾青素酯，成功制备游离态虾青素产品未见报道。对应用脂肪水解酶催化水解虾青素酯技术的研发具有客观的需求和迫切性。本实验室前期筛选到一种来源于白圆弧青霉的碱性脂肪酶，其催化水解虾青素酯特异性强，可以用于制备虾青素单体。

虽然在前期研究证明该酶具有特异性并已尝试应用到制备虾青素单体的工艺中，但由于产酶菌株培养基昂贵，酶活水平较低，导致该酶成本过高，限制了其工业化应用。因此建立高效分泌表达体系，提高酶活水平，优化培养基配方，降低成本是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种高效异源表达白圆弧青霉脂肪酶的巴斯德毕赤酵母；

本发明的第二个目的在于提供利用上述重组菌生产白圆弧青霉脂肪酶的方法；

本发明的第三个目的在于提供一种表达该脂肪酶的优化培养基。

本发明的第四个目的在于提供了上述脂肪酶的用途。