[发明专利]一种米黑根毛霉来源的β-1,3-葡聚糖酶及其应用

说明书

本发明公开了一种米黑根毛霉来源的β‑1,3‑葡聚糖酶及其应用。该酶为嗜热真菌米黑根毛霉来源的内切型β‑1,3‑葡聚糖酶(RmLam81A)，特异作用于可得然多糖中的β‑1,3‑糖苷键。利用毕赤酵母进行异源表达，经高密度发酵培养，最终酶活力可达694U/mL。本发明以食品级β‑1,3‑葡聚糖(可得然多糖、昆布多糖及酵母葡聚糖等)为原料，酶解得到聚合度(DP)2‑5的β‑1,3‑葡寡糖，可溶性寡糖得率约75‑85％，水解液经渣液分离、料液浓缩和喷雾干燥得到β‑1,3‑葡寡糖。本发明所公开的β‑1,3‑葡聚糖酶具有优良的酶学性质，与已公开的化学或酶法制备β‑1,3‑葡寡糖方法相比，反应条件温和、环境友好、寡糖得率较高，在酶法制备β‑1,3‑葡寡糖中具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及食品生物技术领域，具体地涉及一种米黑根毛霉来源的β-1,3-葡聚糖酶及其应用。

背景技术

β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase，EC 3.2.1.39)又称昆布多糖酶，是一种特异性水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键的酶类。β-1,3-葡聚糖酶从糖链的内侧水解聚糖，产物为一系列不同大小的寡糖。β-1,3-葡聚糖酶分布广泛，如真菌、细菌、植物及一些低等动物和病毒，具有多种生物学功能(Ferrer,P.Microbial Cell Factories,2006,5:10)。

微生物是β-1,3-葡聚糖酶的主要来源。细菌β-1,3-葡聚糖酶主要属于糖苷水解酶(glycoside hydrolase；GH)16家族，分泌的胞外β-1,3-葡聚糖酶主要用于降解其生长环境中的真菌细胞壁或植物来源的β-1,3-葡聚糖，作为其生长繁殖的能源(J Bacteriol 1995,177:6937–6945.)。此外，一些古生菌或线虫内也发现有内切β-1,3-葡聚糖酶的存在(Biochem J 2005,389:117–125.)。真菌β-1,3-葡聚糖酶主要属于GH16家族与GH81家族，一般含有信号肽，定位于细胞膜附近，也有部分胞外分泌的真菌β-1,3-葡聚糖酶(JMicrobiol Methods 2010,81:6–10；Acta Cryst 2013,D69,2027–2038.)。β-1,3-葡聚糖酶在真菌细胞壁部分消解及重塑的过程中发挥着重要作用。真菌β-1,3-葡聚糖酶与几丁质酶、转糖苷酶彼此协同，共同作用于细胞壁中的β-1,3-葡聚糖，完成真菌细胞壁的分裂及重铸过程(Front Microbiol 2013,4:81.)。

β-1,3-葡聚糖酶作为添加剂或生物活性多糖的改良剂在饲料和酿酒工业中已有报道。在酿酒工业中，一些微生物会分泌高分子量β-1,3-葡聚糖(500–2000kDa)，增加了发酵液的粘度，使产量下降并增加酿酒成本(Appl Environ Microbiol 2011,77:983–990.)。在发酵过程中加入β-1,3-葡聚糖酶可以有效水解发酵液中葡聚糖含量，降低发酵液粘度。β-1,3-葡聚糖酶还作为生物技术中处理酵母的重要工具，应用在原生质体制备、细胞融合、基因导入和蛋白质提取等方面(J Appl Microbiol 2000,88:961–967.)。此外，一些β-1,3-葡聚糖及一些小分子可溶β-1,3-低聚寡糖是有效的免疫激活剂，近年来β-1,3-葡寡糖生物活性的研究也多有报道(Annals of Microbiology 2011,62:307–312；Appl MicrobiolBiotechnol 2012,93:525–531；.)。