[发明专利]一种海洋细菌来源酯酶Erp3及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种海洋细菌来源新型耐有机溶剂酯酶Erp3及其编码基因与应用。本发明涉及的酯酶基因Erp3来自海洋细菌Erythrobacter pelagi JCM 17468，所述的酯酶基因经异源表达后，具有较高的酯酶活性，底物为对硝基苯酚己酸酯(C6)时催化活性最高，酶活为445.82U/mg。酯酶Erp3具有良好的耐有机溶剂的特性，特别是在甲醇、乙醇、二甲基亚砜和N，N‑二甲基甲酰胺条件下，酶学活性增大。该酯酶活性高，成本低廉，可应用于食品加工及风味改良、油脂水解、精细化工、制药、废水处理和环境修复等高有机溶剂条件下的工业生产。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种海洋细菌来源新型耐有机溶剂酯酶、其编码基因及其应用。

背景技术

海洋占据地球表面积的71％，是一个巨大的微生物资源宝库，蕴含着大量的类型多样、功能未知的新型基因。近年来，为满足人们日益增长的物质需求，一些能适应极端反应条件的应用酶在工业生产中发挥了重要的作用，从海洋等极端环境中分离出具有这些特征(耐高温、耐低温、耐酸、耐碱、耐盐、耐重金属等)的新型功能基因也越来越受到人们的重视。而微生物由于其来源的酶具有产量高、反应稳定、副产物毒性小及分子生物学操作简单等优点，成为工业应用酶的主要来源。

随着基因组测序技术的发展，基于序列分析及比对的方法，使得越来越多的脂类水解酶基因从微生物基因组、数据库中被发掘出来，其优点是能够更直接更高效得筛选出序列完整的新酯酶，目前，这种基因预测分析法已经成为发现和鉴定新兴工业催化剂的一种非常重要的手段。

本发明利用生物信息学手段从一种海洋细菌中筛选到一种新型酯类水解酶基因，并对该基因进行了重组表达，重组酶具有高度耐有机溶剂的特点，可用于食品加工、制药、洗涤、废水处理和环境修复等高有机溶剂含量的工业领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的海洋细菌来源酯酶、其编码基因及其制备方法，该酯酶可用于酯类降解及其他酯类化合物的生物催化和转化。

本发明涉及一种酯酶，其是具有如下(1)或(2)特征的蛋白质：

(1)其氨基酸序列与SEQ ID NO.2所示蛋白质序列一致；

(2)其为SEQ ID NO:2所示蛋白质的远离催化中心位置进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸得到的突变体，该突变体具有与SEQ ID NO:2所示的蛋白序列至少90％以上的同源性及至少90％以上的酯酶活性。

本发明从一株海洋红色杆菌Erythrobacter pelagi JCM 17468(购自日本微生物菌种保藏中心)的全基因组序列中，筛选获得酯酶基因Erp3，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。酯酶基因Erp3大小为954bp，碱基组成为173A(18.13％)、166T(17.40％)、314C(32.91％)和301G(31.55％)，编码蛋白大小为317个氨基酸残基，其氨基酸序列如SEQ IDNo.2所示。将该酯酶Erp3氨基酸序列在GenBank数据库中进行同源搜索，与之一致性最高的酯酶来源于赤杆菌属细菌(Erythrobacter sp.HI0063)，相似性为89％(其在GenBank数据库中的注册号为WP_067678891.1)。系统发育分析结果表明，酯酶Erp3属于酯酶家族中的第Ⅳ家族。氨基酸序列分析结果表明，酯酶Erp3具有甘氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、丙氨酸和甘氨酸组成的保守区(氨基酸位置为161至165)。综上所述，酯酶Erp3应为酯酶家族中的一名新成员。