[发明专利]一种昆布多糖酶及其应用

说明书

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种昆布多糖酶及其应用。本发明提供了一种编码昆布多糖酶的基因，编码昆布多糖酶的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明提供的昆布多糖酶在广泛的pH条件下具有极强的耐受性，用该酶水解昆布多糖获得的水解物具有更强的抗氧化能力，使其成为适合昆布多糖工业化开发的选择。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种昆布多糖酶及其应用。

背景技术

外切和内切β-1,3-葡聚糖酶可以水解昆布多糖中的β-1,3-葡萄糖苷键，释放葡萄糖或低聚糖。到目前为止，细菌中还没有专门记录的外切β-1,3-葡聚糖酶，而内切β-1,3-葡聚糖酶被称为昆布多糖酶。根据水解位置，外切β-1,3-葡聚糖酶被归类为EC 3.2.1.58，内切β-1,3-葡聚糖酶被归类为EC 3.2.1.6和EC 3.2.1.39。

根据碳水化合物活性酶(CAZy)数据库中的信息，GH16家族的内切β-1,3-葡聚糖酶(Laminarinase；EC3.2.1.39)来源于芽孢杆菌(Bacillus)、热解纤维素菌(Caldicellulosiruptor)、纤维菌(Cellulosimicrobium)、黄杆菌(Laceyella)、溶杆菌(Lysobacter)、诺卡氏菌(Nocardiopsis)、拟芽孢杆菌(Paenibacillus)、土地杆菌(Pedobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)、链霉菌(Streptomyces)、栖热孢菌(Thermotoga)、卓贝尔氏黄杆菌(Zobellia)等。在GH55、GH64、GH81、GH128、GH157和GH158中还发现了其他细菌内切-β-1,3-葡聚糖酶(EC3.2.1.39)，其中包括节杆菌(Arthrobacter)、拟杆菌(Bacteroides)、克氏杆菌(Kribbella)、热双歧杆菌(Thermobifida)和维氏杆菌(Victivallis)等。

然而，现有的昆布多糖酶的适应pH值在偏酸和中性范围内，这使得昆布多糖酶在昆布多糖生物资源开发的过程中受限制。因此发现新型的耐极端酸性和碱性的昆布多糖对工业生产具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

在本发明的第一方面，本发明提出一种编码昆布多糖酶的基因，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明基于PCR的方法克隆了昆布多糖酶MaLamNA的核酸序列，序列分析结果表明，MaLamNA基因全长1545bp，编码514个氨基酸残基，预测分子量57.3kda，pI值5.83。预测含有一个信号肽，由位于N-末端的前18个氨基酸组成。蛋白质结构域分析表明，MaLamNA含有一个C端层粘连蛋白-G3结构域，专用于伴刀豆球蛋白A类凝集素/葡聚糖酶家族，表明MaLamNA在通过水解降解生物质方面具有潜在的作用。

根据本发明的实施例，该昆布多糖酶MaLamNA对昆布多糖具有特异性的水解活性，在45℃和pH 4.5-5.5条件下活性最高，对极端酸性和碱性pH具有很高的稳定性。MaLamNA水解昆布多糖的产物比未水解的昆布多糖具有更强的抗氧化活性。MaLamNA的这些特性为其在昆布多糖生物资源开发的工业应用中提供了新的选择。

在本发明的第二方面中，根据本发明实施例，提供了一种表达载体，其包含上述编码昆布多糖酶的多核苷酸。其中，多核苷酸为DNA序列。

在本发明的第三方面中，根据本发明实施例，提供了一种重组菌株，由前述表达载体转化宿主细胞获得。

在本发明的第四方面，本发明提出了一种制备昆布多糖酶的方法，其包括下列步骤：

1)以海洋细菌Microbulbifer sp.ALW1基因组DNA为模板，通过设计特异性引物，利用PCR的方法扩增昆布多糖酶基因序列；