[发明专利]一种具有降解手性酯活性的酯酶及其编码基因和应用有效

专利信息
申请号: 201911377891.1 申请日: 2019-12-27
公开(公告)号: CN110951711B 公开(公告)日: 2022-06-21
发明(设计)人: 周明扬;刘晓雨;邢澍;刘文杰;刘健敏;武涛;吴汉夔 申请(专利权)人: 齐鲁工业大学
主分类号: C12N9/18 分类号: C12N9/18;C12N15/55;C12N15/70;C12N1/21;C12N15/11;C11D3/386
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 郑平
地址: 250353 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 降解 手性 活性 及其 编码 基因 应用
【说明书】:

发明提供一种具有降解手性酯活性的酯酶及其编码基因和应用。本发明通过从南极土壤中筛选克隆获得编码酯酶E19‑3664的基因,通过对其表达蛋白研究发现,该蛋白能选择性降解L‑乳酸甲酯,同时对短链的酯类表现出较高的降解活性,同时在60‑100℃范围内酶活力仍保持在80%以上,热稳定性良好,对高温的耐受性极强。因此具有良好的实际应用价值。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一种具有降解手性酯活性的酯酶及其编码基因和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,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。

酯酶(esterase)是一类重要的酯键水解及合成酶,能够催化甘油三酯水解生成脂肪酸和甘油,还可以催化其逆反应,在酯化、酯交换、酸解和醇解等过程中都有重要作用。酯酶来源较为广泛,在微生物、动物、植物中均可以分离得到,其中,微生物来源的酯酶分离效果较好,应用更为广泛。与其他催化剂相比,酯酶有较高的催化效率。由于酯酶的底物专一性广,催化效率高,稳定性较好,在食品、医药、化工等领域均有广泛应用。有些酯酶还可以特异性催化合成手性分子,在手性化合物的工业生产方面潜力巨大。

如今,在生物体中不同的对映体要作为不同的化合物来慎重对待已经成为了学界的普遍共识。在天然药物和合成药物中,有很大一部分化合物属于手性化合物。虽然手性化合物具有相同的分子式,但是由于构象不同,在生物体内的活性、毒理性以及代谢途径都可能有很大的差异,甚至完全相反。单一异构体给药具有更加精准的治疗效果,能降低构象不同带来的风险。现阶段,获得单一异构体主要依靠一般的分离分析方法,成本较高,而且效率极低。由于酯酶具有较高的底物选择性、区域选择性以及对映选择性,在药物合成和手性化合物的拆分领域有极强的应用前景。利用酯酶获得手性化合物不会产生其他副反应,无需辅酶,而且反应条件温和,近些年来已经成为了研究的热点。

南极独特的气候特征和环境条件,赋予了南极微生物独特的生理特性。南极微生物进化出了不同于热带和温带微生物的生理结构特征,以及生长代谢途径,可以适应南极严酷的气候条件,成为生物资源宝库。因而,从南极土壤来源微生物中分离出来的酯酶比一般环境条件下的微生物酯酶具有更加独特的特性。通过探究其酶学性质,可以发掘出更广泛的应用领域。

发明内容

针对上述现有技术,本发明的目的在于提供一种具有降解手性酯活性的酯酶及其编码基因和应用。本发明通过从南极土壤中筛选克隆获得编码酯酶E19-3664的基因,通过对其表达蛋白研究发现,该蛋白能选择性降解L-乳酸甲酯,而对D-乳酸甲酯无活性;同时对短链的酯类表现出较高的降解活性,同时在60-100℃范围内酶活力仍保持在80%以上,热稳定性良好,对高温的耐受性极强。因此具有良好的实际应用价值。

本发明的第一个方面,提供一种名为E19-3664的蛋白质,经试验验证,其具有选择性降解L-乳酸甲酯以及短链酯类的能力,同时良好的热稳定性。

具体的,所述E19-3664是如下(a1)或(a2):

(a1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;

(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由其衍生的蛋白质。

其中,SEQ ID NO.1由317个氨基酸残基组成。

本发明第第二个方面,提供一种编码所述E19-3664蛋白质的基因。所述名为E19-3664的蛋白质的编码基因从南极土壤中筛选克隆获得。

其中,所述基因具有(b1)-(b3)中任一所述核苷酸序列:

(b1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列;

(b2)与(b1)互补的核苷酸序列;

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