[发明专利]一种新型腈水解酶及其应用

说明书

本发明公开了一种新型腈水解酶及其应用。具体的，本发明公开了氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示蛋白作为腈水解酶的应用；核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示编码基因作为腈水解酶编码基因的应用。本发明首次提出SEQ ID NO：1所示蛋白具有腈水解酶活性，能够有效地催化乙腈转化为苯乙酸，利用其制备的工程菌菌体表现出较高腈水解酶活性，发酵周期短，催化效率高，适合于工业生产苯乙酸的需要。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，更具体地，涉及一种新型腈水解酶及其应用。

背景技术

腈水解酶能够催化腈类化合物转化为具有广泛应用价值的羧酸类化合物，如丙烯酸、扁桃酸、烟酸、异烟酸、苯乙酸、甘氨酸等，同时该酶可以用于处理含有腈的废水和腈污染的有毒废水。腈水解酶作用底物的广泛性及优良的化学、区域、立体选择性使其在羧酸合成中表现出巨大应用潜力，在制药、饲料、食品、环保等领域具有良好的应用前景。

苯乙酸是一种重要的有机化合物，由于其具有羧基、亚甲基氢和苯环的典型反应，可以生成多种中间体，在医药工业中用于青霉素、地巴唑等药物的生产。苯乙酸经氯化、酯化得到α-氯代苯乙酸乙酯，用于稻丰散和乙基稻丰散的生产，这两种农药是广谱性有机磷杀虫剂。苯乙酸在低浓度时具有甜蜂蜜味，在1ppm以下仍具有甜味，是一种重要的香料成分。

目前，苯乙酸的合成路线多达数十种，其中常见的有：氰化钠法、苯乙烯法、苯乙酮法以及苄基卤化物羰化法。国内苯乙酸的生产主要采用氰化钠法，该方法主要分为两步，首先由氯苄和氰化钠合成苯乙腈，随后通过酸碱水解法将苯乙腈转化为苯乙酸。然而，在苯乙腈水解生产为苯乙酸的过程中，由于需要强酸强碱的参与以及持续保持高温的过程，能耗较高。

相对于传统化学方法，生物催化法反应条件温和，环境友好，催化剂易于制备，催化效率较高，选择性强且成本较低，适合于工业化生产，为苯乙酸的大规模制备提供了一条行之有效的途径。目前国内没有对腈基降解菌腈水解酶基因的克隆、表达的研究。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种新型腈水解酶及其应用。

本发明的第一个目的是氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示蛋白作为腈水解酶的应用。

本发明的第二个目的是核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示编码基因作为腈水解酶编码基因的应用。

本分明的第三个目的是权利要求1中所述的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示蛋白催化腈水解中的应用。

本发明的第四个目的是一种重组载体在以苯乙腈为底物进行腈水解制备苯乙酸中的应用。

本分明的第五个目的是一种工程菌在以苯乙腈为底物进行腈水解制备苯乙酸中的应用。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

腈基降解菌(Nitriliruptor alkaliphilus)ANL-iso2(保藏编号DSM 45188)是一株具有腈水解酶活性的菌株，能够水解苯乙腈产生苯乙酸。此外，腈基降解菌(Nitriliruptor alkaliphilus)ANL-iso2(保藏编号DSM 45188)所产的腈水解酶还能够转化扁桃腈、正戊腈、己二腈等腈类化合物产生相应的酸。因此，腈基降解菌(Nitriliruptoralkaliphilus)ANL-iso2(保藏编号DSM 45188)腈水解酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的高效表达，为其实际应用及作用机理研究显得非常重要。