[发明专利]一种耐热酯酶基因、含有该基因的工程菌及其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种耐热酯酶基因、含有该基因的工程菌及其编码蛋白和应用，该酯酶基因estA'碱基序列为SEQ ID NO.1，将基因estA'与质粒连接构建重组表达载体pET28b‑estA'，表达质粒转化大肠杆菌构建重组工程菌Rosetta(DE3)pLysS/pET28b‑estA'；酯酶在大肠杆菌中获得异源表达，采用对硝基苯酚法鉴定酯酶EstA的酶学性质，具有高度热稳定性，本发明的目的是为该酯酶的生产及其在医药、食品、精细化工等领域的工业应用提供服务，尤其是在需要高温催化时，该酶更为适宜。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及基因、编码蛋白工程技术领域，具体涉及一种耐热酯酶基因、含有该基因的工程菌及其编码蛋白和应用。

背景技术

酯酶(Esterases,EC 3.1.1.X)是一类能够催化酯键水解和形成的酶类，广泛分布于动物、植物和微生物。作为重要的工业用酶，酯酶目前已被广泛应用于医药化工、食品工业、精细化工、生物能源、农业和环境治理等领域。随着酯酶应用范围的不断拓宽，现己成为世界工业酶制剂市场上继蛋白酶、淀粉酶之后第三大工业用酶。但是酯酶工业生产条件较为粗放，因此为了节省生产成本，寻求高热稳定性、高催化效率的酯酶一直是人们努力的目标。

链霉菌(Streptomyces)属于放线菌目链霉菌科链霉菌属，是一类存在于土壤中的好氧、丝状、产孢子的革兰氏阳性细菌。链霉菌具有丰富的次级代谢途径，可以产生大量的具有重要经济价值的次级代谢物，如抗生素、水解酶类、酶抑制剂、除草剂和抗肿瘤药物等，是极其重要的工业生产菌。链霉菌基因组的大小为5.5Mb-8.6Mb，约为大肠杆菌基因组的2倍，G+C含量高达70％-74％。链霉菌中含有丰富的酯酶基因，这些序列信息为研究者们提供了丰富的资源，但对它们的研究目前还比较少。研究者可根据这些序列信息克隆相应的酯酶基因，并对它们进行异源表达和酶学性质研究。但由于链霉菌基因的高GC含量及较为复杂的蛋白质翻译系统，使链霉菌的基因在异源宿主中的表达常常受限。目前只有少数种类的酯酶基因在异源表达系统如大肠杆菌(Escherichia coli)、变铅青链霉菌、酿酒酵母(Saccharomvcesc erevisiae)、巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中获得较好的表达。酯酶基因的非翻译区，酯酶前肽和信号肤的存在、密码子的差异以及不同表达系统表达重组酯酶的糖基化等都会影响酯酶基因的异源表达。特别是大肠杆菌，其作为低等的原核生物，缺乏完善的翻译后修饰系统，酯酶在其中常无法表达或以包涵体形式存在，极少获得活性蛋白。

变铅青链霉菌(Streptomyces lividands)TK24全基因组(Complete Genome)核苷酸序列在GenBank数据库，登录号(Accession number)为CP009124，该基因组大小为8.3Mb，G+C含量高达72.2％。本发明所研究基因为染色体(NZ_CP009124)上的基因座(Locus tag)SLIV_RS27090，在染色体上的核苷酸序列起始位点(Start)为6057885，终止位点(Stop)为6058688。依据基因组序列诠释该段核苷酸序列所编码蛋白质产物为酯酶，蛋白质产物(Protein product)编号(Accession)为WP_003976692，在GenBank中的蛋白质登录号为AIJ16329。该段序列全长804bp，起始密码子(Initiation codon)为TCA，终止密码子(Stopcodon)为CAC，GC含量为72.5％，体现了链霉菌基因组的高GC含量特征。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种耐热酯酶基因，含有该基因的工程菌及其编码蛋白和应用，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种耐热酯酶基因，该耐热酯酶基因具有SEQ ID NO.1的碱基序列，且能在异源宿主大肠杆菌中成功表达。

一种重组质粒，该重组质粒含有所述的耐热酯酶基因的pET-28b(+)重组质粒。

一种耐热酯酶基因重组工程菌，该工程菌为大肠杆菌且含有所述的重组质粒表达载体。