[发明专利]木糖异构酶及其编码基因和制备方法、载体和宿主细胞以及他们的应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体的，涉及木糖异构酶及其编码基因和制备方法、载体和宿主细胞以及他们的应用。该木糖异构酶的氨基酸序列相比于SEQ ID：NO.7所示的木糖异构酶的氨基酸序列，145位置的Asn被带负电的极性氨基酸取代和/或415位置的Lys被非极性氨基酸取代。本发明通过对野生型木糖异构酶中特定位点的氨基酸残基进行突变，能够获得催化活性提高的突变的木糖异构酶。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体的，涉及一种木糖异构酶及其编码基因和制备方法，以及含有该基因的重组载体和重组宿主细胞，以及他们在制备含有木糖异构酶的产品中的应用。

背景技术

木糖异构酶(Xylose isomerase，XI；EC 5.3.1.5)能够催化五碳糖D-木糖转化为D-木酮糖，在微生物体内的糖代谢过程中起着重要作用，也具有极其广阔的工业应用价值。特别地，在天然微生物中，存在两种将木糖代谢为木酮糖的途径(参见图1)。在细菌(如密苏里游动放线菌(Actinoplanes missouriensis)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、锈赤霉链霉菌(Streptomyces rubiginosus)、节杆菌属(Arthrobacter sp.)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli))、少数真菌(如梨囊鞭菌属(Piromyces)和根囊鞭菌属(Orpinomyces))以及植物(如拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大麦(Hordeum vulgare)和水稻(Oryza sativa))等中，通过木糖异构酶的作用，仅需一步反应即可将木糖直接异构化为木酮糖。

其中，利用木糖异构酶构建发酵半纤维素水解产物木糖来生产乙醇的重组菌株成为研究热点。源于真菌及嗜热细菌的木糖异构酶能够在微生物细胞中表达并显示出活性，并参与微生物细胞木糖代谢途径的构建。基于木糖异构酶特定的催化机理进行理性设计并提高其催化效率，对构建新型高效利用木糖的重组微生物细胞而言具有重要的应用意义和价值。

然而，如何有效地得到具有提高的催化活性的木糖异构酶，并将其在工业生产中加以应用，在本领域中仍罕有报道，不能满足实际需求。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有木糖异构酶催化活性较低的缺点，提供一种催化活性高的木糖异构酶。

本发明的第二个目的是提供编码该木糖异构酶的基因。

本发明的第三个目的是提供含有该基因的重组载体。

本发明的第四个目的是提供含有该重组载体的宿主细胞。

本发明的第五个目的是提供如上所述的木糖异构酶、如上所述的基因、如上所述的重组载体、如上所述的重组宿主细胞在制备含有木糖异构酶的产品中的应用。

本发明的第六个目的是提供所述木糖异构酶的制备方法。

本发明提供了一种木糖异构酶，该木糖异构酶的氨基酸序列相比于SEQ ID：NO.7所示的木糖异构酶的氨基酸序列，145位置的Asn被带负电的极性氨基酸取代和/或415位置的Lys被非极性氨基酸取代。

本发明提供了编码如上所述的木糖异构酶的基因。

本发明提供了一种重组载体，该重组载体含有如上所述的基因。

本发明提供了一种重组宿主细胞，该宿主细胞含有如上所述的重组载体。

本发明提供了如上所述的木糖异构酶、如上所述的基因、如上所述的重组载体、如上所述的重组宿主细胞在制备含有木糖异构酶的产品中的应用。

本发明提供了一种木糖异构酶的制备方法，该方法包括培养如上所述的宿主细胞。

本发明通过对野生型木糖异构酶中特定位点的氨基酸残基进行突变，能够获得催化活性提高的突变的木糖异构酶。

附图说明