[发明专利]一种高耐受性的脂类水解酶E93及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种对金属离子及有机溶剂高耐受性催化酯类水解的脂类水解酶E93及其应用。本发明所涉及脂类水解酶基因来自海洋细菌Altererythrobacter indicus DSM18604，所述的脂类水解酶基因经大肠杆菌E.coli菌株异源表达后，对于短链脂肪酸具有高催化活性，具有较好的热稳定性和对金属离子和有机溶剂较强的适应性，使其可应用于废水处理、精细化工、制药和环境修复等含盐和含有机溶剂条件下的工业生产。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种海洋细菌来源具有金属离子及有机溶剂耐受性的第七家族脂类水解酶及应用。

背景技术

脂类水解酶广泛存在于微生物、动物和植物中，是一种能够催化脂肪酸酯键水解或合成反应的一类水解酶的总称。脂类水解酶参与生物体多个代谢过程，在酯类运输、细胞结构构建以及能量代谢中发挥重要功能，是维持生命体生存所必需的酶类之一。

细菌第七家族酯类水解酶成员是酯类水解酶家族中分子量最大的，约55kDa，在系统发育地位上与来自哺乳动物的乙酰胆碱酯酶、肝/肠羧酸酯酶同源性较高，通常与生物体内的药物等化合物的水解息息相关。第七家族羧酸酯酶是具有广泛底物谱的一类水解酶。广泛底物谱和功能多样性使该家族水解酶在诸如食品、医药、纺织、洗涤、污水处理、环境修复等领域具有广泛的潜在应用价值，成为国内外研究热点。

本发明从一种海洋细菌中筛选到一种新型第七家族水解酶基因，并对该基因进行了重组表达。重组酶具有金属离子以及有机溶剂耐受性，可用于精细化工、制药、洗涤、废水处理和环境修复等工业领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的海洋细菌来源水解酶、其编码基因及其制备方法，该水解酶可用于广泛pH条件下高温反应中酯类降解及其他酯类化合物的生物催化和转化。

本发明涉及具有水解酶活性的分离的多肽，其选自下组：

(a)多肽，其与SEQ ID NO:2的多肽所示序列一致；或

(b)多肽，其为SEQ ID NO:2所示多肽的远离催化中心位置进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸得到的突变体，该突变体具有与SEQ ID NO:2所示的蛋白序列至少90％以上的同源性及至少90％以上的水解酶活性。

本发明所述的具有水解酶活性的多肽，其来源于海水的中温细菌Altererythrobacter indicus。所述菌株购自德国DSMZ菌种保藏中心，保藏编号为：DSM18604。

本发明针对分离自海水的中温细菌Altererythrobacter indicus DSM18604,通过对其基因组DNA序列分析，筛选获得水解酶基因e93，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。基因e93大小为1566bp，碱基组成为317A(20.24％)、314T(20.05％)、481C(30.71％)和454G(28.99％)，编码蛋白大小为521个氨基酸残基，分子量57kDa。其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。将该水解酶E93氨基酸序列在GenBank数据库中进行同源搜索，与之一致性最高的是细菌菌株Erythrobacter xanthus来源羧酸酯酶，一致性为77.04％(其在GenBank数据库中的注册号为WP_119594820.1)，序列功能迄今为止尚无正式论文或图书发表。

氨基酸序列分析结果表明，水解酶E93蛋白包含发挥酶活所需要的催化三联体Ser189-Gln314-His414，其中丝氨酸位于一段酯类水解酶家族保守序列内(Gly187-Gln188-Ser189-Gly190-Gly191),辅助催化作用顺利进行的氧离子洞位于His102-Gly103-Gly104-Gly105，在系统发育上的关系其它第七家族酯酶最近，与第七家族其它酯酶成员的序列相似度在40％以下。综上所述，E93应为第七家族羧酸酯酶家族中的一名新成员。