[发明专利]一种细菌来源的果胶酶及其基因

说明书

本发明提供一种细菌来源的果胶酶及其基因，以及将其在大肠杆菌细胞中克隆表达的方法，所述果胶酶基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；果胶酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；含所述基因的载体是大肠杆菌质粒；含所述基因的细胞由所述载体转化而得；所述果胶酶基因的细胞是包含所述核苷酸分子或用所述载体转化的大肠杆菌。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种细菌来源的果胶酶及其基因。

技术背景

果胶酶主要由微生物和植物合成，由于微生物特有的产能大，周期短，经济效益高等特点，使其成为生产果胶酶的主要生物资源。微生物果胶酶来源广泛 ，细菌、真菌、放线菌都能产果胶酶，如欧文氏菌属(Erwinia)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、无枝酸菌属(Amycolata)、酵母属(Saccharomyces)、螺孢菌属(Spirillospora)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、核盘菌属(Sclerotinia)、侧孢霉属(Sporotrichum)、黑星菌属(Venturia)等。据报道，丝状真菌和细菌产的果胶酶在植物抗病方面发挥了重要的作用，因此人们对这些微生物来源的果胶酶进行了较为全面且深入的研究。

果胶酶结构非常复杂，根据果胶酶对果胶物质的作用模式分为：原果胶酶、果胶酯酶、解聚酶；

（1）原果胶酶：该酶溶解原果胶，形成高度聚合的可溶性果胶。根据原果胶酶作用位置的不同，将其分为A型和B型：A型主要降解主链上的多聚半乳糖醛酸，而B型果胶酶降解与细胞壁组分相连的多糖侧链相关。

（2）果胶酯酶：使果胶中的甲酯水解，生成果胶酸。果胶酯酶对酯化程度高的果胶有较高活性，专一性也较高。

（3）解聚酶：催化果胶中多聚半乳糖醛酸α-1,4糖苷键的断裂。根据断裂糖苷键的作用机制将解聚酶分为聚半乳糖醛酸酶（PG）和裂解酶（PL）两种类型。

聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase，PG）指在有水的作用下水解半乳糖醛酸α-1,4糖苷键，优先对甲酯化程度低的果胶作用。根据切割底物的方式不同，又分为内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG；EC 3.2.1.15)和外切聚半乳糖醛酸酶(exo-PG；EC 3.2.1.67)。内切多聚半乳糖醛酸酶从分子内部无规则的切断α-1,4糖苷键，可使果胶或果胶酸的粘度迅速下降，这类酶在果汁的澄清中起主要作用。由于酶只能裂开和游离羧基相邻的糖苷键，因此底物水解的速度和程度随它的酯化程度增加而降低。内切多聚半乳糖醛酸酶广泛分布于真菌和细菌中，在许多植物中也有发现。比如在木霉菌（Trichoderma virens），链格孢菌（A. alternata）, 灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)，桃树等。外切聚半乳糖醛酸酶从分子末端逐个切断α-1,4糖苷键，生成半乳糖醛酸，粘度下降不明显，需要钙离子激活。目前报道的外切型多聚半乳糖醛酸酶大部分来源于真菌，少数来源于革兰氏阴性菌和植物。