[发明专利]一种耐高温宽pH稳定性的甘露聚糖酶ManGold及基因与应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，涉及一种高产的耐高温宽pH稳定性的甘露聚糖酶ManGold及基因与应用。所述甘露聚糖酶ManGold的氨基酸序列含有SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列。所述甘露聚糖酶基因mangold的碱基序列与SEQ ID NO：3所示的碱基序列具有95％以上的同一性。本发明显著提高了人工合成的甘露聚糖酶基因mangold在毕赤酵母细胞中的表达量，获得了高水平表达的、耐高温、宽pH适应性的甘露聚糖酶及基因。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，更具体地，涉及一种高产的、耐高温和宽pH稳定性的甘露聚糖酶ManGold及基因序列、以及重组表达载体、重组表达菌株、该甘露聚糖酶ManGold的应用和一种水解甘露聚糖的方法。

背景技术

甘露聚糖酶(β-1,4-D-甘露聚糖酶，EC 3.2.1.78)能够水解甘露聚糖和半乳甘露聚糖等多糖中的β-1,4-甘露聚糖苷键，促进该类物质的降解和利用。

甘露聚糖酶具有广阔的应用前景。在饲料中，甘露聚糖及其衍生物(β-半乳甘露聚糖和β-葡萄糖甘露聚糖)是豆科植物细胞壁的组成成分，由于其结构复杂，是单胃动物的抗营养因子，降低饲料利用率。甘露聚糖酶能有效分解豆类原料中的甘露聚糖，提高饲料的营养价值；在食品和医药中，甘露聚糖酶能将魔芋粉等甘露聚糖水解为低聚甘露糖，从而改善肠道环境，有利于双歧杆菌等有益菌群的增殖，有效降低人体胆固醇和血糖水平。在造纸工业中，甘露聚糖酶与其它酶的协同作用下，能更有效的降解纸浆中的半纤维素，降低污染、提高效率。

尽管甘露聚糖酶在食品、饲料、造纸、医药等领域具有广泛的应用前景，但仍然存在需要解决的关键问题：1)甘露聚糖酶的比活力低，对甘露聚糖的水解效率低。2)甘露聚糖酶的工业生产水平较低，生产成本和使用成本相对较高。3)甘露聚糖酶的高温稳定性和pH稳定性较差，低别是在饲料工业中，高温制粒工艺易使不耐热的甘露聚糖酶失去活性，胃中的酸性环境和肠道的碱性环境易使甘露聚糖酶失去活性。

因此，需要对甘露聚糖酶进行改造来提高酶对温度和pH的稳定性，提高甘露聚糖酶的表达水平，降低生产和使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种甘露聚糖酶ManGold及基因序列、以及重组表达载体、重组表达菌株、该甘露聚糖酶ManGold的应用和一种水解甘露聚糖的方法，旨在获得一种高产的、耐高温的、宽pH耐受性的甘露聚糖酶，为其产业化应用奠定基础。

为了实现上述目的，本发明提供一种高产的耐高温宽pH稳定性的甘露聚糖酶ManGold，所述甘露聚糖酶ManGold的氨基酸序列含有SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列。根据本发明，SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列为核心序列，所述甘露聚糖酶ManGold的氨基酸序列含有SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列即可实现本发明的效果。进一步优选地，所述甘露聚糖酶ManGold的氨基酸序列为SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列。

根据本发明，所述甘露聚糖酶ManGold由甘露聚糖酶Man通过点突变得到，所述甘露聚糖酶Man的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。具体的突变包括：将原始甘露聚糖酶Man中50位的天冬酰氨突变为酪氨酸(N50Y)、167位的甘氨酸突变为色氨酸(G167W)、308位的丙氨酸突变为酪氨酸(A308Y)。所述点突变可采用本领域常规的各种突变方法，其具体操作步骤为本领域技术人员公知，在此不再赘述。

本发明的第二方面提供一种甘露聚糖酶基因mangold，用于编码甘露聚糖酶ManGold。所述甘露聚糖酶基因mangold的碱基序列与SEQ ID NO：3所示的碱基序列具有95％以上的同一性。优选地，所述的甘露聚糖酶基因mangold的碱基序列含有SEQ ID NO：3所示的碱基序列。在最优选情况下，本发明所述甘露聚糖酶基因mangold的碱基序列为SEQID NO：3所示的碱基序列。