[发明专利]一种耐酸性提高的植酸酶突变体及其应用

说明书

本发明提供了一种耐酸性提高的植酸酶突变体Pyt193，所述植酸酶突变体在pH＝1的强酸环境下，植酸酶活性可稳定保持1小时以上，与野生型植酸酶相比，对强酸的耐受性在很大程度上得到了提高，提高了植酸酶在饲料领域的应用广度和深度。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种耐酸性提高的植酸酶突变体。

背景技术

植酸又称六磷酸肌醇，可与金属离子结合，以复合盐类或单盐的形式存在。谷物、豆类和油料等作物中的磷大部分以植酸的形式存在。但是，单胃动物的消化道内缺乏植酸酶，不能很好地利用植物中的植酸磷。因此，植酸磷大部分难以被猪和禽所利用而随粪便排出体外，污染环境。

植酸酶能够将植酸分解为肌醇和磷酸，在动物饲料中添加植酸酶可使饲料中磷的利用率提高40-60％，从而可以减少饲料中磷酸氢钙等无机磷的添加量。另外，研究结果还发现了植酸酶的潜在营养价值，在饲料中添加一定量的植酸酶,能促进仔猪生长,提高日增重和饲料转化率,而且能显著提高饲料中粗蛋白、灰分、钙和磷的消化率。

但是，动物的胃肠道属于强酸环境，植酸酶作为饲料在饲喂到动物体内时要应对强酸环境，因此，植酸酶对强酸的耐受性直接关系到酶功效的发挥和利用；本发明通过对植酸酶基因进行定向改造，获得了一种耐酸性提高的植酸酶突变体，提高了植酸酶在饲料领域的应用广度和深度。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐酸性提高的植酸酶突变体Pyt193，所述植酸酶突变体在pH＝1的强酸环境下，植酸酶活性可稳定保持1小时以上，与野生型植酸酶相比，对强酸的耐受性在很大程度上得到了提高。

具体而言，本发明从土壤样品中克隆得到一种具有植酸酶活性的蛋白，将其命名为植酸酶Pyt，其最适反应pH为3-5，在pH为1的环境下，30分钟之内蛋白的活性会降低到10％以下，在实际应用时不足以应对动物胃肠道的强酸环境。

为了提高植酸酶Pyt的强酸耐受性，发明人对植酸酶Phy的三维结构进行了模拟，找到可能会影响植酸酶活性的关键氨基酸位点，并通过对氨基酸位点的定点突变获得蛋白突变体，进而对蛋白突变体的性质进行了检测，从而得到了耐酸性提高的植酸酶突变体。

一方面，本发明提供了一种耐酸性提高的植酸酶突变体Pyt193，所述突变体的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示。

另一方面，本发明还提供了所述突变体的编码基因，以及含有编码基因的重组载体，含有重组载体的宿主细胞。

在一个实施方式中，所述重组载体为pET系列的载体，优选，pET-22b、pET21a、pET28a、pET29a。在另一个实施方式中，所述宿主细胞优选大肠杆菌，更优选，大肠杆菌BL21。

另一方面，本发明还提供了植酸酶突变体Pyt193在强酸环境下降解植酸或植酸盐的应用；优选的，所述强酸环境为pH＝1-3，优选pH＝1；优选的，植酸盐为植酸钙、植酸镁、植酸钾、植酸钠、植酸铁、植酸磷。

另一方面，本发明还提供了所述植酸酶突变体的应用，所述应用为在制备饲料添加剂中的用途。

另一方面，本发明还提供了一种饲料添加剂，所述饲料添加剂包括植酸酶突变体。

另一方面，本发明还提供了一种饲料，所述饲料包括所述饲料添加剂。

附图说明

图1：植酸酶Pyt最适pH测定曲线图。

图2：植酸酶Pyt最适温度测定曲线图。

图3：植酸酶Pyt在pH＝1的条件下酶活稳定曲线图。

图4：植酸酶Pyt三级结构预测图。

图5：植酸酶Pyt及各突变体蛋白酶活对照图。