[发明专利]玉米赤霉烯酮降解酶在水解玉米赤霉烯酮及其衍生物中的应用

说明书

本发明涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶在水解玉米赤霉烯酮及其衍生物中的应用，所述玉米赤霉烯酮降解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明的玉米赤霉烯酮降解酶的最适天然底物为玉米赤霉烯酮，在45℃、pH为8的条件下具有最高的酶活性，为70.42U/mg，同时具有在较宽pH条件下降解活性较高的特性，其在不同pH下的稳定性较好，还具有优良的热稳定性。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶在水解玉米赤霉烯酮及其衍生物中的应用。

背景技术

玉米赤霉烯酮(ZEN)是由镰刀菌产生的类雌激素样真菌毒素，其全名为6-(10-羟基-6-氧基-1-十一碳烯基)-β-雷锁酸内酯。在合适的环境下，作物很容易被镰刀菌感染，进而产生高水平的ZEN及衍生物，造成食物或饲料污染。

ZEN的化学结构类似于天然的雌激素，故其及其衍生物可与雌激素受体竞争性结合，进而影响机体的生殖功能，以及细胞凋亡、致畸、损伤DNA、氧化损害、影响免疫机能等机制,来影响动物与人类的健康。

鉴于此类毒素的危害，玉米赤霉烯酮等在谷物、食品和饲料中的含量必须低于一定标准。目前开发的降低其危害的方法有三种：分别是物理、化学、生物法。其中物理和化学法使用热处理或者酸碱处理等，有着步骤繁琐、破坏食品或饲料营养物质或者分解产物的毒性依然未知等缺陷，而生物法通过微生物菌体吸附和微生物或酶降解两种方式，有望开发成为一种安全、有效的真菌毒素清除方法，如后者通过微生物或酶将ZEN降解为无毒的产物，是最有潜力的方式。迄今为止，已经进行表征的玉米赤霉烯酮降解酶根据其特性可分为三类：一是Zhd101类，包含玉米赤霉烯酮降解酶Zhd101、ZEN-JJM和Zlhy-6，因后两者与Zhd101的氨基酸一致性为99％和98％，性质基本一致，故分为一类，Zhd101的最适反应温度是37℃、最适pH为9.5；二是Zhd518类，包含玉米赤霉烯酮降解酶Zhd518，其与Zhd101的氨基酸同源性在65％，最适温度为40℃、最适pH为8.0；三是ZhdAY3，其与Zhd101和Zhd518的氨基酸同源性分别为为63％和65％，最适温度为40℃、最适pH为9.5。但是，这些玉米赤霉烯酮降解酶的稳定性不好，且作用PH范围比较窄，均不是很适合大规模工业应用，需要获得一种能够克服这些弊端，适合大规模工业应用的降解酶。

发明内容

发明人在研究过程中意外发现氨基酸序列为SEQ ID NO:1所示的蛋白质具有玉米赤霉烯酮降解酶活性，且酶稳定性好，作用pH广。

本发明所要解决的技术问题是提供一种玉米赤霉烯酮降解酶在高效水解玉米赤霉烯酮及其衍生物中的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种玉米赤霉烯酮降解酶在水解玉米赤霉烯酮及其衍生物中的应用，所述玉米赤霉烯酮降解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

进一步，所述玉米赤霉烯酮降解酶的编码基因如SEQ ID NO:2所示。

进一步，所述衍生物为α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、α-玉米赤霉醇或β-玉米赤霉醇中的一种或多种。

本发明还提供了一种玉米赤霉烯酮及其衍生物的水解方法，包括以下步骤：以玉米赤霉烯酮或其衍生物为底物，利用玉米赤霉烯酮降解酶对所述底物进行水解，所述玉米赤霉烯酮降解酶的氨基酸序列序列如SEQ ID NO:1所示。

进一步，所述玉米赤霉烯酮降解酶的编码基因如SEQ ID NO:2所示。

进一步，所述玉米赤霉烯酮的衍生物为α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、α-玉米赤霉醇或β-玉米赤霉醇中的一种或多种。

进一步，水解的条件为：反应温度为35～50℃，pH值为6.0～9.5，不另外补加所述玉米赤霉烯酮降解酶的反应时间为0.5-2小时。