[发明专利]纤维二糖水解酶的突变体

说明书

本发明公开了一种纤维二糖水解酶的突变体，所述突变体是氨基酸序列为SEQ IDNO.1的纤维二糖水解酶在第133位、第165位和第183位中至少一个位点的氨基酸突变为丙氨酸。本发明通过对纤维二糖水解酶进行蛋白质工程改造，获得了突变蛋白。所述变体在相同条件下的酶活力更高，能大大提高纤维素的降解效率，进而促进在纤维素降解领域的应用。

技术领域

本发明涉及酶基因工程改造技术领域，具体涉及一种纤维二糖水解酶的突变体。

背景技术

目前石油，天然气等化石燃料的储量日益减少，空气污染、气候变化的问题日益严峻，寻找和开发新的环境友好型能源受到越来越多的关注。木质纤维素是地球上含量最丰富的有机分子，也是一种可再生资源，从纤维素中有效地生成可发酵的水解产物，是利用木质纤维素原料生产具有成本竞争力的生物燃料和其他可持续生物基产品的主要要求之一。纤维素水解酶正是将纤维素转化为可利用能源的一个关键因素。人们对于纤维素水解酶的知识大多数来源于对里氏木霉的研究，里氏木霉的纤维素酶系统在生产生物乙醇的方面已经得到广泛的研究。里氏木霉甚至被宣布成为木质纤维素酶降解方面的工业标准。里氏木霉分泌包括至少5种内切葡聚糖酶(EG I–V,or Cel7B,Cel5A,Cel12A,Cel61A andCel45A)，两种纤维二糖水解酶(CBHI,CBHII or Cel7A,Cel6A)和β-葡萄糖苷酶以及大量的木聚糖酶和至少一种β-木糖苷酶。

纤维二糖水解酶(cellobiohydrolases,CBH,exoglucanase,E.C.3.2.1.91)，又被称为外切葡聚糖酶，分为CBHI和CBHⅡ，对纤维素末端表现出特异性，分别作用于纤维素链的还原端和非还原端，其中CBHI又被称为Cel7A，而CBHⅡ被称为Cel6A。在里氏木霉中Cel7A占到了整个纤维素酶系统总量的40％-70％，Cel7A可以水解结晶纤维素，产生纤维二糖。改造Cel7A，提高其酶活力，对于提高纤维素酶水解，有重要的产业前景。

定点突变是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组，也可以是质粒)中引入所需变化，包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征，是基因研究工作中一种非常有用的手段。目前已有关于采用定点突变的方式对Cel7A进行改造的报道，例如CN 105176949 A、 CN104870641 A、CN 104870643 A、CN 104870642 A、CN 104870638 A、CN 104870644 A、200480007562.3、200480008007.2等。然而，多数位点的定点突变对酶蛋白的高级结构变化不大，导致对酶功能的改造效果较为有限。因此，如何确定突变的位点以及突变的方向，是定向突变改造Cel7A的难点所在。

需要说明的是，上述公开的背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种纤维二糖水解酶的突变体，及其在木质纤维素降解中的应用。本发明通过对纤维二糖水解酶进行蛋白质工程改造，获得了突变蛋白。所述变体在相同条件下的酶活力更高，能大大提高纤维素的降解效率，进而促进在纤维素降解领域的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种纤维二糖水解酶的突变体，所述突变体是氨基酸序列为 SEQ ID NO.1的纤维二糖水解酶在第133位、第165位和第183位中至少一个位点的氨基酸突变为丙氨酸。

优选的，所述纤维二糖水解酶的突变体为如下1)-4)任一项所述：

1)突变体，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；

2)突变体，其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；