[发明专利]一种壳聚糖酶CSN4及其编码基因和应用

说明书

本发明提供一种壳聚糖酶CSN4及其编码基因和应用，壳聚糖酶CSN4的氨基酸序列如SEQ ID NO:1；所述壳聚糖酶CSN4的基因csn4，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2。所述壳聚糖酶CSN4用于降解壳聚糖产生低聚合度壳寡糖，其反应条件温和，能源消耗少，无污染物产生，在酶法制备壳寡糖中具有很好的工业应用前景，具有重要的经济价值。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种壳聚糖酶CSN4及其编码基因和应用。

背景技术

壳聚糖(Chitosan)是由自然界中广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的，大量的研究表明壳聚糖在食品、化工、医药及农业等领域都有广泛的应用前景。但由于壳聚糖的溶解性问题，严重阻碍了其资源的有效利用。因此，将壳聚糖降解为寡糖后再对其加以利用是目前该领域研究的热点之一。壳寡糖(Chitooligosaccharide)是一类低聚合度(一般为2-10)、可溶于水的氨基糖类化合物，也是目前仅知的碱性寡糖。已有研究证明壳寡糖具有独特生理活性和功能性，容易被人体吸收，具有杀菌、抗肿瘤、调节人体免疫功能等功效，是优良的功能性保健食品；另外在化妆品方面，由于壳寡糖具有保湿吸湿，且纯天然、无毒性的特点，如今已被越来越多地应用于高档化妆品中。因此，壳寡糖的制备是壳聚糖高值化利用的关键环节，建立高效、环保、易于后期纯化的壳寡糖制备方法具有重要科学意义和应用前景。

目前，降解壳聚糖制备壳寡糖的方法主要有酶降解法、物理和化学降解法。酶降解法因专一性强、反应条件温和、过程易控制、产物相对均一及环境污染少等优势而广受关注。壳聚糖酶(EC 3.2.1.132)可以催化水解壳聚糖的β-1,4-糖苷键，是专一性水解壳聚糖的酶，广泛分布于细菌、真菌、病毒以及植物等生物群中，在降解壳聚糖多聚物、制备壳寡糖中发挥着重要作用。但是由于原始菌株产壳聚糖酶的能力普遍较弱，且专一性强的壳聚糖酶存在发酵水平低、种类单一、应用性能较差、使用成本高等诸多问题，导致商品壳聚糖酶的价格始终居高不下，另外商品壳聚糖酶在热稳定性等方面还不足以满足大规模工业化生产的要求。

随着对新型生物催化剂需求的日益增长，促使人们不断研究新的方法来获取生物催化剂。各种环境中的可培养微生物是新酶和生物活性分子的重要来源，但在微生物多样化的地球中，采用可培养技术能获得的微生物不足1％，从而限制了微生物资源的发掘与利用。与之相反，占大多数的不可培养微生物(>99％)，代表着生物技术开发应用的巨大基因库。宏基因组学，作为一种不依赖于培养的技术，巧妙地避开了分离培养过程。通过提取特定环境中的微生物基因组DNA、构建基因组文库，从文库中筛选、寻找、发现新的功能基因。被认为是用于获取和研究微生物的最好方法之一，已成为基于遗传工程方法选育菌株的一个新的方向与研究热点。宏基因组学的方法已被成功用于多种工业酶类的开发，但鲜有用于壳聚糖酶菌株选育的报道。因此，利用宏基因组学的方法开发挖掘新型壳聚糖酶资源具有广阔的发展前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种壳聚糖酶CSN4及其编码基因和应用，所述壳聚糖酶基因csn4来源于深海淤泥宏基因组。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种壳聚糖酶CSN4，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明还提供编码所述壳聚糖酶CSN4的基因csn4，其核苷酸序列如SEQ ID No:2所示。

本发明的另一个目的在于提供一种重组质粒csn4/pET-28a，所述重组质粒csn4/pET-28a含有上述壳聚糖酶CSN4的基因csn4。

本发明还提供含有所述重组质粒csn4/pET-28a的基因工程菌株。

进一步，本发明提供的重组质粒csn4/pET-28a包含表达载体和所述的壳聚糖酶CSN4的基因csn4，表达载体优选为pET28a。