[发明专利]一种乙酰木聚糖酯酶基因、其编码产物及制备方法

说明书

本发明公开了一种乙酰木聚糖酯酶基因、其编码产物及制备方法，所述乙酰木聚糖酯酶基因命名为Est1051，它的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；它的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，本发明还公开了含有所述乙酰木聚糖酯酶基因的重组质粒pET28a‑Est1051，本发明还公开了乙酰木聚糖酯酶的制备方法，将所述乙酰木聚糖酯酶基因Est1051在大肠杆菌原核表达系统中过量表达，该乙酰木聚糖酯酶在大肠杆菌表达体系中高效可溶性表达。同时，采用所述方法得到的乙酰木聚糖酯酶，具有较高的催化活性和热稳定性,有很大的工业化生产和应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基因重组技术领域，尤其涉及如何获得乙酰木聚糖酯酶基因及其编码产物的技术。

背景技术

半纤维素是自然界中除纤维素以外最丰富的可再生生物资源。木聚糖是植物细胞壁中半纤维素的重要组成成分，约占植物细胞干重的15％-35％。这些木糖聚合物中广泛连接乙酰基、阿拉伯糖基、阿魏酸和4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸残基等基团，形成不同的侧链基团，因而木聚糖具有多种多样的结构。木聚糖侧链上的乙酰基团的存在对木聚糖酶降解木聚糖产生了阻碍作用，进而影响底物的水解效率，产生空间障碍，限制了主链降解酶和主链的接触，降低了可及性。

乙酰木聚糖酯酶(acetyl xylan esterase，AXE)可消除乙酰化木聚糖中木糖残基C-2和C-3位的O-乙酰取代基，从而提高木聚糖酶对主链的可及性，改善细胞壁中木聚糖酶的水解效率。乙酰木聚糖酯酶是目前了解最少的植物细胞壁降解酶系之一。该酶在1985年首次发现之后，越来越多的不同类型的乙酰木聚糖酯酶被发现和研究。工业上降解木聚糖经常采用酸法或碱法，但酸、碱水解过程往往伴有副反应，产生较多的有毒物质，对于后期微生物发酵有抑制作用，且产生的酸、碱废液会造成较大的环保压力，因此，酶法降解木聚糖以其温和环保的优势将会成为未来木聚糖降解的主要方式。

乙酰木聚糖酯酶作为半纤维素酶系成员之一具有良好的应用前景。在工程菌构建方面,乙酰木聚糖酯酶的研究对于构建产量高、协同效果优异的半纤维素酶工程菌具有重要意义。在工业应用方面,乙酰木聚糖酯酶能够协同内切木聚糖酶和β-木糖苷酶将半纤维素彻底降解为木糖,进而转化为木糖醇等。另外,一些乙酰木聚糖酯酶能够作用于甲壳素的乙酰基,因此可以应用酶法制备壳聚糖,在药物、纺织、造纸、化妆品等方面具有广阔应用前景。

目前，相对于其他木质纤维素降解酶系，对乙酰木聚糖酯酶的研究还远远不够，乙酰木聚糖酯酶与其他木质纤维素降解酶系的协同作用已经得到认可，其潜在应用价值还有待开发。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种乙酰木聚糖酯酶的基因及其制备方法。

本发明的第二个目的在于提供一种乙酰木聚糖酯酶及其制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种乙酰木聚糖酯酶的重组质粒pET28a-Est1051。

本发明的第四个目的在于提供含有上述乙酰木聚糖酯酶的重组工程菌。

本发明的第一个目的、第三个目的、第四个目的是通过如下技术方案来实现的：一种乙酰木聚糖酯酶的基因，命名为Est1051，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示：

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基因的制备步骤如下：

(1)从样品中提取总DNA，纯化总DNA，酶切总DNA；

(2)回收步骤(1)得到的酶切后的DNA片段，将DNA片段和pUC118载体连接，得到质粒；

(3)将步骤(2)所得质粒转化、文库筛选和阳性克隆子鉴定；

(4)测序，将质粒命名为pUC118-Est1051，并设计PCR引物；

(5)以质粒pUC118-Est1051为模板，PCR扩增进行基因克隆；