[发明专利]一种新型高效的β-葡萄糖苷酶CsBGL及其编码基因与应用

说明书

本发明涉及一种新型高效的β‑葡萄糖苷酶CsBGL及其编码基因与应用。一种β‑葡萄糖苷酶CsBGL，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。所述的β‑葡萄糖苷酶CsBGL的编码基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。所述的β‑葡萄糖苷酶CsBGL来源于金黄杆菌(Chryseobacterium sp.)1433，所述金黄杆菌(Chryseobacterium sp.)1433于2020年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No.20188，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。本发明提供新型高效的β‑葡萄糖苷酶CsBGL可以将甜菊苷的槐糖基水解为葡萄糖基，生成甜茶苷，并且不会进一步水解甜茶苷，使其对甜菊苷的转化率达到100％，甜茶苷的收率达100％。

技术领域

本发明涉及一种新型高效的β-葡萄糖苷酶CsBGL及其编码基因与应用，属于生物技术技术领域。

背景技术

甜茶苷是生长在中国广西壮族自治区的蔷薇科悬钩子属植物甜茶的提取物，是一种天然的高效甜味剂，甜度是蔗糖的300倍，口味接近蔗糖，安全无毒，具有良好的降血糖，降血脂及抗龋齿等功效(Kim et al.,2019)，对糖尿病、高血糖及肥胖人群是良好的代糖天然甜味剂，广泛应用于食品、保健品等天然无卡路里甜味剂市场。另外，甜茶苷还是一种良好的天然助溶剂，可以帮助难溶的药物溶解以提高药效，比如抗癌药紫杉醇，白藜芦醇和姜黄素等(Chen et al.,2020；Zhang et al.,2012；Zhang et al.,2017)。但是，由于甜茶只适合于中国广西壮族自治区的湿润山区生长，所以天然提取的甜茶苷产量少，价格昂贵，限制了其在食品药品中的应用。为提高广大人民群众的生活质量和健康水平，科研人员一直在寻找一种可以便宜且大量的获取甜茶苷的方法。

甜菊苷的化学结构与甜茶苷相似，将甜菊苷在C13上的槐糖基水解为葡萄糖基就可以转化为甜茶苷。而且甜菊苷是甜菊糖的主要成分之一，中国作为全球最大的甜菊糖生产基地，甜叶菊种植面积已超过100万亩，所以甜菊苷是一种可以大量低价获取的原料。

现有以甜菊苷为原料生产甜茶苷的方法主要为化学法和生物法，化学法由于不能选择性的水解糖苷键导致甜茶苷的收率低，而且大量使用强酸或强碱试剂易对环境造成较大污染。而生物法由于对糖苷键具有高度的选择性以及其环境友好的特点，普遍被认为是更有前景的方法。

目前已经报道的可以水解甜菊苷分子中β-1,2糖苷键的酶分为两类，一类是β-半乳糖苷酶，一类是β-葡萄糖苷酶。2012年报道了Aspergillus sp.(CICIM F0620,来自CCTCC)来源的β-半乳糖苷酶甜菊苷的转化率为98.3％，而甜茶苷的收率只有91.4％(Wanet al.,2012)。2015年Streptomyces sp.GXT6来源的β-葡萄糖苷酶甜菊苷的转化率为98.2％，而甜茶苷的收率只有78.8％(Wang et al.,2015)；2019年报道的Sphingomonaselodea ATCC 31461β-葡萄糖苷酶甜菊苷的转化率为98％，而甜茶苷的收率达到99％(Lanet al.,2019)，k_cat/K_m为39.1(s·mM)^-1，但是目前的报道中所涉及的方法在转化率及水解效率上仍不完美，仍需继续开发研究。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种新型高效的β-葡萄糖苷酶CsBGL及其编码基因与应用。

发明概述

本发明针对甜茶苷在生产中面临的酶收率较低、效率低，专一性不好等问题，本发明提供了一种来源于金黄杆菌(Chryseobacterium sp.)1433的新型高效的β-葡萄糖苷酶CsBGL及其编码基因与该酶在制备甜茶苷中的应用。

本发明的技术方案如下：

一种β-葡萄糖苷酶CsBGL，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。