[发明专利]F85-20蛋白及其编码基因及其作为β-葡萄糖苷酶的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种F85-20蛋白及其编码基因及其作为β-葡萄糖苷酶的应用。

背景技术

据统计，每年全球植物通过光合作用合成纤维类物质达到50亿吨。纤维素(Cellulose)是植物细胞壁的重要组分，是自然界中最丰富的可再生资源。纤维素酶(Cellulase)是一类能将纤维素水解为低聚葡萄糖及葡萄糖的酶，很多自然界微生物均含有纤维素酶。由于纤维素酶可以广泛应用于纺织、造纸、食品及生物燃料等工业，近年来吸引了越来越多学者的研究兴趣。然而，在纤维素酶水解的过程中，产生的大量纤维二糖及寡糖会强烈抑制纤维素酶的活性，导致纤维素水解效率的急剧下降，整个生产效率的降低。β-葡萄糖苷酶可以高效催化纤维二糖及寡糖转化为葡萄糖，因此将该酶加至纤维素酶中，会解除产物抑制，使纤维素酶恢复高效力，从而保证整个水解过程连续而稳定。

工业中，纤维素的水解温度一般为50℃，很少有酶在该温度下保持比较长时间的催化效力及稳定性。这就限制了生物燃料工业的高效发展，也是制约生物燃料降低生产成本的重要因素。为了使酶达到较高的耐热性及热稳定性，很多学者从嗜热微生物中筛选新酶，但是它们很少可以适用在工业条件中。自然界中，不可培养微生物约占所有微生物的99％。大部分筛选β-葡萄糖苷酶的研究仍然禁锢在可培养的1％的微生物中。近10年来，随着测序技术与高通量筛选技术的发展，人们逐渐开始研究不可培养微生物中蕴含的资源，采用的是日臻成熟的宏基因组技术，并发现了大量具有优秀性质的酶，说明了宏基因组技术发掘新酶的广阔前景。

在宏基因组技术筛选新酶的研究中，筛选效率从土壤等自然环境到动物消化道，再到人工驯化的反应器依次递增。这与驯化的强度及选择压力是相关的。在自然环境中，比如森林土壤，需要若干年，微生物才能将生物质降解，在动物消化道中，这种反应需要若干天，但是水解效率依旧不高，这就是食草动物食量大的原因；而对于人工驯化的反应器，三天即可达到90％的转化率。本研究从人工驯化反应器中筛选β-葡萄糖苷酶，保证了其高效性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白。

本发明提供的蛋白，F85-20，是如下1)或2)的蛋白质：

1)由序列表中序列2所示的氨基酸残基组成的蛋白质；

2)将1)所示的蛋白质的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由1)衍生的蛋白质。

上述经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

编码上述蛋白的DNA分子也是本发明保护的范围。

上述DNA分子为如下1)-5)中任一所述的DNA分子：

1)编码区为序列表中序列1；

2)编码区为序列表中序列1自5’末端第19-1404位核苷酸；

3)编码区为序列表中序列1自5’末端第11-1404位核苷酸；

4)在严格条件下与1)或2)或3)杂交且编码具有相同功能蛋白的DNA分子；

5)与1)或2)或3)具有90％以上同源性且编码具有相同功能蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。

含有上述DNA分子的表达盒、重组载体、重组菌、转基因细胞系或重组菌也是本发明保护的范围。

上述方法中，所述表达载体为pET-28a载体，所述重组载体在本发明的实施例为将序列表中序列1自5’末端第11-1404位核苷酸插入pET-28a载体的Nco I与Hind III酶切位点间得到的载体；

上述重组载体为将上述DNA分子插入表达载体得到的重组载体。

上述重组菌为将所述重组载体导入目的菌中得到的重组菌。

所述目的菌为大肠杆菌，具体为BL21DE3。

上述蛋白在作为β-葡萄糖苷酶或纤维素酶或木糖苷酶中的应用也是本发明保护的范围。

上述的蛋白或上述DNA分子或上述的表达盒、重组载体、重组菌、转基因细胞系或重组菌在制备β-葡萄糖苷酶或纤维素酶或木糖苷酶中的应用也是本发明保护的范围。

所述β-葡萄糖苷酶的酶学特征具体为：最适pH值为6.0，最适温度为65℃。