[发明专利]一种菊糖蔗糖酶突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种菊糖蔗糖酶突变体及其应用，属于酶工程领域。本发明首先对微生物Lactobacillus gasseri DSM 20604来源的菊糖蔗糖酶进行截断处理，在5’端和3’端分别截断411和702个核苷酸，得到氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的中间序列，然后在SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的基础上，将第288位的天冬氨酸Asp突变为谷氨酸Glu后得到突变体酶D288E，突变体酶D288E的总酶活为326U/mg，与野生菊糖蔗糖酶(248U/mg)相比提高了31.45％，这一发现对于工业化制备菊糖具有重要的研究价值。

技术领域

本发明涉及一种菊糖蔗糖酶突变体及其应用，属于酶工程领域。

背景技术

果聚糖具有优异的理化性质和生理功能，在改善食品表观特性和营养价值上具有潜在的重大价值。如：可作为脂肪替代品，低热量的甜味剂、乳化剂、增稠剂和质构修饰剂应用于奶酪，酸奶，冰淇淋，面包以及许多其他的产品中以改善食品的质构、感官特性并提高食品货架期。此外，果聚糖在生理功能方面具有抗高血压、抗糖尿病、抗肥胖、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化、降血脂等显著特点。

菊糖是果聚糖中的一种，由若干个果糖基分子和末端的一分子葡萄糖连接而成，且果糖基分子间通过β-(2,1)糖苷键连接。菊糖在植物中存在比较广泛，但是植物来源的菊糖总体分子量范围较低，且聚和度范围广。通过微生物来源的菊糖蔗糖酶利用蔗糖合成的菊糖普遍具有较大的分子量。因此，通过微生物酶法生产菊糖是必要且有效的途径。不同微生物来源的菊糖蔗糖酶，呈现出明显的产物特异性，主要表现为产物菊糖的分子量方面。

目前，已经报道的菊糖蔗糖酶的来源菌株仅有15个，且仅有10个来源的菊糖蔗糖酶的氨基酸序列可通过NCBI查询到。且大多数菊糖蔗糖酶存在活力低下等问题，因此为进一步提高菊糖的产量，可以对菊糖蔗糖酶进行分子改造。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明通过定点突变的办法，对来自微生物Lactobacillus gasseri DSM 20604的菊糖蔗糖酶进行分子改造，为进一步提高其催化活性以及得到更适合于工业应用的菊糖蔗糖酶(Laga-Iase)。

本发明的第一个目的是提供一种菊糖蔗糖酶突变体，所述突变体的氨基酸序列包括：在SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的基础上，将第288位的天冬氨酸突变为谷氨酸后得到的氨基酸序列。

在一种实施方式中，所述突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明的第二个目的是提供编码所述突变体的基因。

本发明的第三个目的是提供携带所述基因的载体或细胞。

本发明的第四个目的是提供表达所述突变体的基因工程菌。

在一种实施方式中，所述的基因工程菌以大肠杆菌为宿主。

在一种实施方式中，所述的基因工程菌以pET-22b(+)为表达载体。

本发明的第五个目的是提供一种制备菊糖的方法，所述方法是以所述突变体或含有所述突变体的全细胞为催化剂，以蔗糖为底物制备菊糖。

在一种实施方式中，所述制备是以醋酸缓冲液作为缓冲体系。

本发明还提供所述的突变体或所述的基因工程菌在医药生产、食品领域的应用。

本发明的有益效果：