[发明专利]一种产纤维素酶的里氏木霉菌株及其应用

说明书

本发明涉及酶制剂技术领域，具体涉及一种产纤维素酶的里氏木霉菌株及其应用。本发明通过敲除金属蛋白酶基因获得的里氏木霉MPASE‑FN1菌株，保藏编号为CCTCC NO:M2016338。该菌株能显著提高其产纤维素酶的稳定性。40℃水浴条件下处理40天后，出发菌里氏木霉FN1产的纤维素酶产品降解非常明显，而里氏木霉MPASE‑FN1菌株产的纤维素酶蛋白只有少量降解，稳定性明显优于出发菌，取得了意料不到的技术效果。所述里氏木霉MPASE‑FN1菌株可广泛应用于纤维素酶的生产，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及酶制剂技术领域，具体涉及一种产纤维素酶的里氏木霉菌株及其应用。

背景技术

纤维素是自然界中存在最广泛的一类碳水化合物，同时它也是地球上数量最大的可再生资源。目前，自然界中纤维素只有一小部分得到了利用，绝大多数纤维素不仅被白白浪费，而且还会造成环境污染。利用微生物生产的纤维素酶将纤维素转化为人类急需的能源、食物和化工原料，对于人类社会解决环境污染、食物短缺和能源危机具有重大的现实意义。

纤维素酶是指能降解纤维素生成纤维二糖和葡萄糖等小分子的总称，是一种复合的诱导水解酶。通常认为，纤维素酶对纤维素的分解作用至少需要三种不同的酶的协同作用：（1）葡萄糖内切酶，它作用于纤维素的非结晶区，随机水解β-1,4-糖苷键生成带非还原端的较短的寡聚糖；（2）葡萄糖外切酶，它作用于纤维素分子的非还原末端，水解β-1,4-糖苷键生成纤维二糖；（3）β-葡萄糖苷酶，它将纤维二糖、寡糖水解为葡萄糖。

纤维素酶作为一种可以降解纤维素的生物催化剂，在食品工业、畜牧业、纺织业、医药、生物转化和环境保护等行业中应用十分广泛。但由于纤维素酶的稳定性差，使得在工业化生产纤维素酶的过程中存在很大困难。在目前的研究领域中，可以提高酶稳定性的方法有很多，其中包括固定化法、添加稳定剂法和基因工程技术法。酶的固定化是通过化学或物理的处理方法，使原来水溶性的酶与固态的水不溶性支持物相结合或被载体包埋，从而提高酶的相对稳定性。添加稳定剂法是在纤维素酶中添加多元醇、糖类、无机盐、氨基酸及其衍生物、多聚物和甘油等稳定剂，以改变酶的微环境，进而提高纤维素酶的稳定性。

国内外对纤维素酶有近40多年的研究, 生产纤维素酶的生物也非常广泛,绝大部分纤维素酶主要是由微生物发酵而产生,纤维索酶活力虽高但稳定性差，一直以来这都是纤维素酶在工业生产中应用的一大技术难题，筛选稳定的纤维素酶生产菌株是获得稳定的纤维素酶的根本措施，因此通过改造菌株的方法提高纤维素酶的稳定性已刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是提供一种产纤维素酶的里氏木霉菌株。本发明通过敲除里氏木霉自身的一个金属蛋白酶基因，使该菌株产纤维素酶的稳定性得到显著提高，可广泛应用于工业领域。

本发明一方面提供了一株里氏木霉MPASE-FN1（Trichoderma reesei MPASE-FN1），已于2016年6月22日保藏于中国武汉 武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：M2016338。

本发明还提供了上述里氏木霉菌株在纤维素酶生产中的应用。

本发明还提供一种生产纤维素酶的方法，是用上述的里氏木霉菌株发酵来制备纤维素酶。

用于发酵的培养基的组成为：葡萄糖30-50g/L，乳糖2.0-10 g/L，玉米浆20-50g/L，硫酸铵10-30g/L，硫酸镁5-10g/L，磷酸二氢钾15-30g/L。

本发明通过敲除金属蛋白酶基因获得的里氏木霉MPASE-FN1菌株能显著提高其产纤维素酶的稳定性，40℃水浴条件下处理40天后，通过电泳检测结果可以明显看出，出发菌里氏木霉FN1产的纤维素酶产品降解非常明显，而里氏木霉MPASE-FN1菌株产的纤维素酶蛋白只有少量降解，稳定性明显优于出发菌，取得了意料不到的技术效果。所述里氏木霉MPASE-FN1菌株可广泛应用于纤维素酶的生产，应用前景广阔。