[发明专利]一种热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11

说明书

本发明属于基因工程及蛋白质改造技术领域，公开了一种热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11，突变体MutQ23Δ11的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。MutQ23Δ11在20℃和50℃时的酶活分别为31％和109％；野生酶InuAGN25DVS在20℃和50℃时的酶活分别为36％和89％。经60℃处理5min后，MutQ23Δ11的酶活剩余56％，野生酶InuAGN25DVS的酶活剩余22％。本发明的热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11可应用于食品、酿酒和生物能源等行业。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，涉及蛋白质改造技术，具体为一种热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11。

背景技术

菊粉是呈直链结构的果聚糖，由果糖分子通过β-2,1糖苷键聚合而成，末端与一分子葡萄糖残基相连，广泛存在于菊芋、牛蒡、菊苣等多种植物的根和茎中。这些植物的根和块茎的产量很大，可含高达22％鲜重或80％干重的菊粉。菊芋俗名洋姜，属于非粮作物，价格低廉，产量较高，耐贫瘠、耐寒、耐旱、耐盐碱等，可种植于盐碱、滩涂和荒漠地。因此，菊粉是一种来源丰富的可再生资源。

外切菊粉酶可将菊粉降解成果糖和少量葡萄糖，生成含量高达95％的果糖浆。果糖可以促进儿童对铁的吸收，促进绝经后妇女对钙的吸收，防治肥胖症，促进肠道有益菌群的形成从而防治结肠癌，果糖还可以用来生产生物乙醇、2,3-丁二醇等。因而，外切菊粉酶可应用于食品、酿酒和生物能源等行业中(Singh RS et al.International Journal ofBiological Macromolecules,2017,96:312–322.)。

低温环境超过地球总面积的75％，包括终年低温的环境和季节性低温的环境。低温酶可应用于低温环境要求下的生物技术领域，如清酒和葡萄酒的发酵温度一般25℃。另外，低温下的处理(如果汁澄清)可防止微生物的污染、营养损失和食品品质降低，将中温或者高温处理方式转为低温处理方式还可起到降低能耗的作用(Cavicchioli etal.Microbia lBiotechnology,2011,4(4):449–460.)。然而，低温酶普遍耐热性差，不利于酶的生产、保存、运输等。因此，提高低温酶的耐热性具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11，可应用于食品、酿酒和生物能源等行业。

为了实现该技术目标，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11，所述的突变体MutQ23Δ11的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，与GenBank记录的低温外切菊粉酶序列AGC01503(SEQ IDNO.3)相比：MutQ23Δ11不含有位于AGC01503的N端的信号肽序列“MIKLKKYGVLMLLLGVFGTSLA”；此外，在N末端，MutQ23Δ11比AGC01503多了氨基酸“GP”，但缺失了11个氨基酸，即缺失AGC01503的第23位至33位氨基酸“QTGQHKQGDPE”。

所述突变体MutQ23Δ11在20℃和50℃时的酶活分别为31％和109％；经60℃处理5min后，MutQ23Δ11的酶活剩余56％。

本发明提供了所述的热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11的编码基因mutQ23Δ11，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的另一目的在于提供一种包含热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11编码基因的重组载体。

本发明的另一目的在于提供一种包含热适应性改良的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11编码基因的重组菌。

另外，本发明所述的外切菊粉酶突变体MutQ23Δ11在食品及酿酒中的应用也在本发明的保护范围内。