[发明专利]一种酯酶BSE01701及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种酯酶BSE01701及其编码基因和应用。本发明从芽孢杆菌(Bacillus sp.)SCSIO 15121中开发得到新的酯酶基因bse01701，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，全长为768bp，其编码的酯酶BSE01701的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，含有255个氨基酸。酯酶BSE01701作为催化剂常温下可催化酯类水解反应，可以选择性的拆分DL‑乳酸甲酯，制备得到的D‑乳酸甲酯的光学纯度可超过99％，产率可达61.79％；该酯酶具有较好的稳定性，而且对部分表面活性剂及有机溶剂的具有很好的耐受性，可用于洗涤剂、生物医药、化妆品和精细化工等领域。

技术领域

本发明属于生物化工和生物技术领域，具体涉及一种酯酶BSE01701及其编码基因和应用。

背景技术

酯酶(EC 3.1.1.1)广泛存在于动物、植物及微生物中，是一类催化水解或形成酯键的酶，作用的底物通常是脂肪链小于十个碳原子的酯类。酯酶属于α/β折叠水解酶超家族，催化中心由丝氨酸、天冬氨酸/谷氨酸和组氨酸组成，保守序列为丝氨酸附近的五肽(GXSXG)序列。酯酶能催化水解、酯化、转酯化等多种化学反应，是一种很重要的工业生物催化剂，被广泛运用于精细化工、洗涤、医药、食品、造纸、皮革加工、纺织、废水处理和饲料工业等领域。从催化特性来看，酯酶具有高度的化学选择性和立体异构选择性，且反应不需要辅酶、反应条件温和、副产物少。在生产应用中的酯酶的另一显著特点是它能在异相系统(即油-水界面)或有机相中作用。在水相中，酯酶通常催化水解反应，而在有机相中，它却能催化酯化和转酯化反应。通过微生物酯酶的生物转化制备新型药物中间体或者去除药物消旋体的非有效成分，是一种重要的手性技术，有着非常广阔的应用前景，它可以为合成手性药物提供新的平台，为大量制备光学纯化合物提供新的方法。酶法选择性拆分消旋体化合物，具有立体专一性高，副反应少，产率高，产物光学纯度好以及反应条件温和的优点，所以是一种被广泛认可的拆分方法。

高光学纯的乳酸通常是可生物降解聚乳酸和多聚物产品的原料单体。聚L-乳酸和聚D-乳酸具有较高的熔点，从而提高塑料的性能。光学纯的乳酸和其酯类同时也是制药工业重要的手性前体试剂。L-乳酸和酯类是合成非甾体消炎镇痛药布洛芬的前体手性试剂。D-乳酸常用于不对称合成D-氨基酸。高等植物缺乏利用D-乳酸的相关酶类，由此不能合成或分解D-乳酸酯类，因此常用D-乳酸酯类合成农药。D-乳酸甲酯是(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的前体物质，而(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸是合成芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的重要中间体，市场缺口大。D-乳酸甲酯可以被进一步水解制备光学纯D-乳酸。然而，工业上生产D-乳酸比L-乳酸更加困难，大部分光学纯的乳酸制品主要是以L-乳酸为原料。因此，需要开发一种工艺更为简单的可用于工业上制备光学纯D-乳酸甲酯的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的酯酶BSE01701及其编码基因和应用。

本发明从一株来自海洋的芽孢杆菌(Bacillus sp.)SCSIO 15121中开发得到一种酯酶BSE01701及其编码基因酯酶基因bse01701，构建了含有酯酶基因bse01701的重组表达载体和基因工程菌，培养基因工程菌后获得酯酶BSE01701，其可应用于催化酯类反应，并可应用于制备D-乳酸甲酯。

本发明的第一个目的是提供一种酯酶BSE01701，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的第二个目的是提供一种编码所述的酯酶BSE01701的酯酶基因bse01701。

优选，所述的酯酶基因bse01701的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供一种含有所述的酯酶基因bse01701的重组表达载体。所述的表达载体，优选为pET-28a(+)载体。

本发明还提供一种含有所述的酯酶基因bse01701的基因工程菌。所述的基因工程菌，优选为大肠杆菌BL21(DE3)。