[发明专利]一种低温壳聚糖酶及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种根际细菌Gynuella sunshinyii来源的壳聚糖酶(GsCho46A)及其编码基因与应用。本发明的壳聚糖酶是如下a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID NO.2中第1‑266位氨基酸残基编码的蛋白质；b)在SEQ ID NO.2第1‑266位所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID NO.2中第1‑266位所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的且具有相同功能的蛋白质。本发明所公开的壳聚糖酶具有优良的酶学性质：低温条件下活性较高，对酶解设备要求较低；可通过温度控制高效制备聚合度(DP)2‑7的高聚合度壳寡糖；反应条件温和，能源消耗少，无污染物产生。在酶法制备壳寡糖中具有重要的应用价值，具有重要的经济价值。

技术领域

本发明属于食品生物技术领域，尤其是涉及一种根际细菌Gynuella sunshinyii来源的低温壳聚糖酶(GsCho46A)及其编码基因与应用。

背景技术

壳寡糖(Chitooligosaccharides,COS)是由海洋虾蟹壳来源的壳聚糖降解生成的小分子寡糖。壳寡糖分子内的D-氨基葡萄糖(或少量N-乙酰-D-氨基葡萄糖)通过β-1,4-糖苷键连接，聚合度(DP)通常介于2-10之间，分子量一般不超过3kDa。壳寡糖具有良好水溶性和丰富的生理活性，不同的DP的壳寡糖生理功能有所差异，其中DP6-8的壳寡糖在提高巨噬细胞吞噬能力、抑制肿瘤细胞生长、降低胆固醇、抗氧化和植物免疫诱抗等方面具有较强活性，在功能食品、抗癌药物、免疫增强剂及作物生物制剂领域具有独特而重要的应用。

目前，常用的壳寡糖制备方法分别有：酶法水解、酸法水解、氧化降解和物理降解法。其中酶法降解壳聚糖具有反应条件温和、不添加其他化学试剂、无副产物、低环境污染、产物分子量易于控制、产品的食用安全性高等优点，是目前应用前景最广、最为理想的壳聚糖降解方法，近年来已经逐渐用于工业化生产，并且取得了良好的经济效益。

酶法降解壳聚糖涉及到的专一性酶主要为壳聚糖酶(EC 3.2.1.132)。壳聚糖酶遵从内切反应机制随机催化水解壳聚糖中的β-1,4-糖苷键，可有效地将壳聚糖降解为水溶性的低分子壳聚糖或壳寡糖。国内外研究者对于壳聚糖酶均展开了大量探索性研究，已报道的壳聚糖酶主要来源于细菌、真菌、部分植物及宏基因组。由于微生物来源的壳聚糖酶具有生产周期快、酶活力稳定、生产容易放大等优点，目前已成为壳聚糖酶研究的最重要来源。一些微生物来源的壳聚糖酶能够高效水解壳聚糖制备壳寡糖，具有良好应用前景。如：Purpureocillium lilacinum来源的壳聚糖酶水解壳聚糖可以制备得到DP 2–6的活性壳寡糖，反应12h水解率达到85.8％，产物中壳二糖到壳六糖的比例分别为3.8％，43.91％，50.36％，0.46％，0.77％(Carbohyd.Polym.,2015,121:1–9.)。Aspergillus sp.来源壳聚糖酶具有良好的热稳定性及pH稳定性，能够水解壳聚糖生成DP2-7的壳寡糖(Int.J.Biol.Macromol.,2015,81:362–369.)。