[发明专利]一种改组纤维素酶基因及其表达载体和应用

说明书

本发明公开了改组纤维素酶基因及其表达载体和应用，本发明的一种蛋白质，为如下(a)或(b):(a)所述蛋白质的氨基酸组成序列如SEQ.1所示；(b)将(a)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有纤维素酶活性的由SEQ.1衍生的蛋白质。本发明的重组植物乳酸杆菌不仅提高了发酵秸秆的适口性，而且也提高了秸秆的营养价值，同时也避免了在秸秆处理过程中添加纤维素酶，大大地降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种改组纤维素酶基因及其表达载体和应用。

背景技术

粗纤维是作物秸秆的主要成分，包括大分子多糖纤维素、单糖异构多聚体半纤维素和芳香性高聚物木质素。纤维素在空间按照一定的方式排列组合构成了细小的维管束结构，错综复杂的维管束构成了网状形态的胞壁。普通的作物秸秆中含有质量分数70％—85％的粗纤维，除此外，农作物秸秆还含有少量其它物质，如5％的灰分(成分主要为二氧化硅，密集分布在秸秆表层)、2-8％的粗蛋白、1-2％的脂类、10％的水分等。

纤维素是天然的高分子化合物，聚合着大量单糖，构成了作物秸秆的主要营养成分，常见由1000左右的C6H10O5结构单元构成。其分子结构是用大量β-D-吡喃葡萄糖基(1-4)-β-糖苷键链接形成的。纤维素分子通常以聚集状态存在，有结晶区域和非结晶区之分，两区域是逐渐过渡的，没有明显的界限。结晶区的特征在于纤维素与纤维素之间的分子取向性良好，结构紧凑，内部致密，整体强度大；非结晶区分子排列不规则，间距大，致密度不高，分子间的氢键数较少。由于纤维素分子链的“网络状”结构，纤维素具有与有机溶剂和水不相容的特性。

而粗纤维是作物秸秆的主要成分，秸秆微贮用作动物饲料过程中普遍存在的问题是生物发酵使秸秆的适口性虽提高了，但消化率却无明显的改善，这主要是由于菌与酶的协同性差所致，大多数微生物在秸秆微贮的强酸性环境中产生的酶活性较低。另外，在秸秆处理过程中直接加入纤维素酶虽然提高了秸秆的利用率，但却使成本大大提高，在生产中又难以推广应用。

综上所述，秸秆中的纤维素作为饲料时，利用率较低，无法在较低的成本下提高秸秆的利用率，而且在酸性环境下酶活性较低，亟待进一步改进。

发明内容

本发明提供一种蛋白质，为如下(a)或(b):

(a)所述蛋白质的氨基酸组成序列如SEQ.1所示；

(b)将(a)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有纤维素酶活性的由SEQ.1衍生的蛋白质。

优选的，所述蛋白质的氨基酸组成序列如SEQ.2所示。

编码SEQ.1所示的蛋白质的基因也是本发明的保护范围。

扩增上述所述基因的引物对，所述引物对的正向引物为SEQ.5所示，反向引物如SEQ.6所示；所述引物对的正向引物为SEQ.7所示，反向引物如SEQ.8所示。

上述所述的基因为如下(1)或(1)或(3)：

(1)编码区如SEQ.3所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码具有纤维素酶活性蛋白质的DNA分子；

(3)与(1)或(2)限定的DNA序列至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有纤维素酶活性蛋白质的DNA分子。

优选的，上述所述基因序的碱基序列如SEQ.4所示。

含有上述所述的基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

优选的，所述的重组载体为pMD19-载体、pMG36e载体。

优选的，所述的重组菌为植物乳酸杆菌体。