[发明专利]一种转谷氨酰胺酶的高效制备方法及其专用工程菌

说明书

本发明公开了一种转谷氨酰胺酶的高效制备方法及其专用工程菌。本发明提供了一种蛋白质，为序列表的序列2所示的蛋白质。本发明还保护将表达所述蛋白质的DNA分子导入谷氨酸棒状杆菌得到的重组微生物。所述重组微生物可用于制备转谷氨酰胺酶。本发明将来源于茂源链霉菌的MTG在T7启动子下进行表达，并在MTG的pro区与成熟区之间插入ΔICM内含肽成功实现了MTG在谷氨酸棒杆菌中的高效表达，发酵所得菌体经超声破碎后，无需蛋白酶处理或者其他条件改变，即可得到具有生物活性的MTG。本发明可用于制备转谷氨酰胺酶，进而应用于组织工程、纺织品和皮革加工等领域，具有应用推广价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种转谷氨酰胺酶的高效制备方法及其专用工程菌。

背景技术

转谷氨酰胺酶(Transglutaminase，EC 2.3.2.13，TGase)是一种通过异肽键[ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸]来催化蛋白质或多肽链之间的酰基转移反应的转移酶。它可以催化谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基与各种酰基受体发生反应，实现蛋白质分子内、分子间交联，从而极大地改变蛋白质的性质。由于其优良的交联性能，目前已广泛应用于食品和制药等行业以改善产品的硬度，粘度，弹性和持水能力等。TGase在自然界中广泛存在。1989年，微生物来源的TGase(Microbial TGase，MTG)被首次发现，与其它来源TGase相比，MTG不受Ca²⁺或鸟嘌呤5'-三磷酸(GTP)的调节。由于一些蛋白质如酪蛋白、大豆球蛋白和肌球蛋白等对Ca²⁺敏感且容易被Ca²⁺沉淀，这就使得MTG在食品工业中具有更广泛的应用价值。此外，MTG具有更广泛的底物特异性，较低的脱酰胺活性，并且可以通过传统发酵技术降低生产成本等特点，使其在食品、生物制药、化妆品、纺织等领域有着更广泛的应用前景，尤其是在食品工业中，是生产各种新型蛋白类加工产品的重要酶制剂。

内含肽是一种能够实现自我剪接的功能元件。目前为止，经过鉴定的约340个内含肽中的大多数都由两个结构和功能独立的结构域组成，即核酸内切酶结构域和剪接结构域。recA是一种来源于结核分枝杆菌的含有440个氨基酸的内含肽。经过不断的优化改造，最终确定保留其第1-110和383-440位残基是保留其剪切功能的最小作用单元。通过定向进化，确定含有两个突变位点即V67L和D422G的ΔICM能够增强其C端剪切活性并且这种剪切活性对pH有较强的敏感性。

MTG通常以无活性的酶原形式(pro-MTG)分泌到胞外，经蛋白酶作用切除掉酶原区(pro区)，才能形成有活性的成熟MTG。而pro区对MTG形成正确的空间构型并分泌到胞外具有重要的作用。目前MTG已在多种不同的表达系统中实现表达，但是依然存在包涵体，后期需蛋白酶二次处理等问题。也有一些研究利用内含肽在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌中成功实现了MTG的表达，但是仍需经过pH或者温度变化的二次处理来实现pro区的剪切，极大的增加了工业生产成本及时间成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种转谷氨酰胺酶的高效制备方法及其专用工程菌。

本发明提供了一种蛋白质(蛋白质甲)，为如下(a1)或(a2)：

(a1)序列表的序列2第1-546位氨基酸残基所示的蛋白质；

(a2)序列表的序列2所示的蛋白质。

编码所述蛋白质甲的核酸分子也属于本发明的保护范围。

编码所述蛋白质甲的DNA分子也属于本发明的保护范围。

所述DNA分子具体为如下(b1)至(b6)中的任一：

(b1)编码区如序列表的序列1第6389-8023位核苷酸所示的DNA分子；

(b2)编码区如序列表的序列1第6386-8023位核苷酸所示的DNA分子；