[发明专利]比活及热稳定性提高的葡萄糖淀粉酶突变体GA3及其基因和应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体涉及热稳定性提高的葡萄糖淀粉酶突变体GA3及其基因和应用。野生型葡萄糖淀粉酶经定点依次突变后得到热稳定性和催化效率明显提高的多个突变体。本发明的葡萄糖淀粉酶突变体具有良好的酶学性质，可以应用于饲料、食品、医药等行业。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及比活及热稳定性提高的葡萄糖淀粉酶突变体GA3及其基因和应用。

背景技术

淀粉酶是一种用途极为广泛的生物催化剂，可应用于面包制作业、淀粉的糖化和液化、纺织品脱浆、造纸、清洁剂工业、化学、临床医学的分析和制药业等。淀粉酶家族包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。α-淀粉酶为内切酶，作用于淀粉分子内部的α-1，4糖苷键，生成糊精和低聚糖。β-淀粉酶为外切酶，它从淀粉非还原性顺次切下麦芽糖。而葡萄糖淀粉酶是一种作用于α-1，4糖苷键的外切酶，其系统名称为α-1,4-葡聚糖葡萄糖苷水解酶(α-1,4-glucan glucohydrolase,EC.3.2.1.3)或γ- 淀粉酶(γ-amylase),简称糖化酶。糖化酶从非还原糖末端切下葡萄糖分子。葡萄糖淀粉酶底物专一性较低，即能够切断α-1,4-糖苷键，对α-1,6-糖苷键和α-1,3-糖苷键也有轻微的水解能力。葡萄糖淀粉酶是工业上用量最大的生物酶制剂之一，被广泛地应用于食品、医药和发酵等工业，是我国产量和用量最大的生物酶产品之一，具有很高的商业价值。

目前,能源短缺和环境污染极大限制了社会的发展进步，乙醇作为替代能源已逐步被人们所认识，被认为是解决上述问题的有效途径之一。目前通过淀粉生产乙醇的方法包括构建分泌葡萄糖淀粉酶的工程菌株。虽然国内外也有使用混合培养糖化和发酵菌株生产乙醇的发酵生产方式，但此工艺缺点在于菌株自身生长需要消耗大部分的淀粉底物，实际淀粉利用率和乙醇产率依然相当低。葡萄糖淀粉酶能够高效降解α-1,4、α-1,3、α-1,6-糖苷键，从淀粉非还原性末端释放葡萄糖,因此具有很高的商业价值。

糖化酶在工业生产中的应用非常广泛，在酒精工业中，糖化酶制剂可代替自制麸曲，简化生产工艺，提高生产效率，糖化酶在轻工、食品、医药、发酵等行业中具有广泛的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供葡萄糖淀粉酶突变体。

本发明的再一目的是提供上述葡萄糖淀粉酶突变体的编码基因。

本发明的再一目的是提供包含上述葡萄糖淀粉酶突变体编码基因的重组载体。

本发明的再一目的是提供包含上述葡萄糖淀粉酶突变体编码基因的重组菌株。

本发明的再一目的是提供一种制备葡萄糖淀粉酶突变体的方法。

本发明的再一目的是提供上述葡萄糖淀粉酶突变体的应用。

根据本发明的具体实施方式，本对从Talaromyces leycettanusJCM12802菌株中得到了的葡萄糖淀粉酶TlGA1931进行突变，得到比活和热稳定性提供的萄糖淀粉酶突变体，野生型葡萄糖淀粉酶TlGA1931的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示：

根据本发明的具体实施方式：将葡萄糖淀粉酶TlGA1931的氨基酸序列的第132 位氨基酸由Ser突变为Cys、第492位氨基酸由Tyr突变为Cys、第548位氨基酸由 Leu突变为Cys、第562位氨基酸由Ala突变为Cys得到葡萄糖淀粉酶突变体GA1，将葡萄糖淀粉酶TlGA1931的突变体GA1的氨基酸序列的第108位氨基酸由Gln突变为Glu得到葡萄糖淀粉酶突变体GA2，将葡萄糖淀粉酶TlGA1931的突变体GA2 的氨基酸序列的第468、469、470位氨基酸由Ala、Tyr、Ser突变为Asp和Pro得到葡萄糖淀粉酶突变体GA3。

根据本发明的具体实施方式，葡萄糖淀粉酶TlGA1931的突变体GA1的氨基酸序列SEQ ID NO:2所示：