[发明专利]一种褐藻胶裂解酶Algb及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种褐藻胶裂解酶Algb的基因序列及其制备方法与应用。本发明所涉及到的褐藻胶裂解酶Algb来源于来源于Vibrio alginolyticus40B。本发明提供了制备该新型褐藻胶裂解酶的方法，即使用基因工程的方法，将该褐藻胶裂解酶的编码基因克隆到大肠杆菌表达载体上，从而获得可以异源表达该酶的大肠杆菌重组菌株，用该菌株异源表达制备的褐藻胶裂解酶Algb，具有降解褐藻酸钠制备褐藻酸钠寡糖的功能。本发明提供的褐藻胶裂解酶Algb可广泛应用于化工、农业、食品、饲料添加、医药及海藻遗传工程等领域。

技术领域

本发明设计一种褐藻胶裂解酶基因algb。本发明还提供了含有该基因的载体和大肠杆菌重组菌株及其表达产物的生产方法和应用。

背景技术

褐藻胶是由α-L-古罗糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)两种单糖醛酸组成的线型酸性多糖，广泛地存在于海带、裙带菜等大型褐藻类植物细胞壁中。随着糖生物学与糖化学研究的逐步深入，许多海洋寡糖，尤其是褐藻胶的降解产物-褐藻胶寡糖具有多种生物学活性。例如，低聚合度的褐藻胶寡糖具有降血脂、抗病毒、抗肿瘤以及抗氧化等生物学活性，有的已经开发为药品。以褐藻胶为原料制备褐藻胶寡糖有多种方法：酸解法、氧化降解法、超声降解法和酶降解法。

其中，酸解法和氧化降解法降解条件难以控制，操作较为复杂，耗时长。超声降解法一般与其他降解法共同使用，降解产物聚合度高，不易制得寡糖；酶法降解相对于其他降解方法具有降解条件温和，反应条件易于控制，产物特异性强，得率高等优点，因此成为制备褐藻胶寡糖的首选方法。

制备褐藻胶寡糖所使用的酶即褐藻胶裂解酶，属于多糖裂解酶家族成员，能够催化糖醛酸单元之间的1，4糖苷键发生水解，在断裂后新形成的非还原端生成双键。按照其底物特异性的差异，褐藻胶裂解酶可以分为三类：专一性降解聚甘露糖醛酸的聚甘露糖醛酸裂解酶(EC4.2.2.3)、专一性降解聚古罗糖醛酸的聚古罗糖醛酸裂解酶(EC4.2.2.11)和能降解上述两种片段的双功能褐藻胶裂解酶。由于其具有底物专一性，褐藻胶裂解酶主要用于制备特异性结构的褐藻胶寡糖，研究褐藻胶的化学结构等方面；此外，褐藻胶裂解酶还可以应用于治疗肺囊肿性纤维化，制备海带等大型褐藻的原生质体等。

褐藻胶裂解酶主要来源于海洋动植物(包括海洋软体动物、海洋藻类)和多种微生物(包括海洋细菌、土壤细菌和真菌)。根据其底物特异性不同，可分为两大类：专一性降解聚甘露糖醛酸的裂解酶(EC4.2.2.3)和专一性降解聚古罗糖醛酸的裂解酶(EC4.2.2.11)；此外还有一些能够降解上述两种片段的双功能裂解酶，主要是来源于交替假单胞菌NO272(Pseudoalteromonas sp.NO272)的褐藻胶裂解酶Aly；从交替假单胞菌Pseudoaltermonassp.SM0524中分离得到的AlySJ-02；从Isoptericola halotolerans分离得到褐藻胶裂解酶以及从麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomsa maltophilia KJ-2)克隆得到的褐藻胶裂解酶；以上四种裂解酶均具有降解PM和PG的能力，降解产物多为DP2-6的寡糖。双功能的褐藻胶裂解酶由于其广泛的底物特异性而在工业生产上具有重要的应用价值，主要用于褐藻胶寡糖的生产。本发明所涉及的褐藻胶裂解酶具有降解两种片段的能力，并且在广泛的pH范围内具有良好的活性与稳定性，具有重要的工业应用价值。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种新型褐藻胶裂解酶Algb及其编码基因。

本发明的第二个目的是提供一种制备新型褐藻胶裂解酶Algb的方法。

本发明的第三个目的是提供新型褐藻胶裂解酶Algb基因重组表达质粒和重组基因工程菌株。

本发明的第四个目的是提供新型褐藻胶裂解酶Algb在褐藻胶降解中的应用。

本发明所提供的褐藻胶裂解酶Algb，来源于弧菌菌株Vibrio alginolyticus40B，其氨基酸序列具有如下特征之一：