[发明专利]一种古菌高温淀粉酶及其应用

说明书

一种古菌高温淀粉酶及其应用，涉及淀粉酶。通过将来源于深海超嗜热古菌太平洋火球菌(Palaecoccus pacificus DY20341^T)的淀粉酶基因，经序列优化后转入大肠杆菌(Escherichia coli)中，构建得到高效重组表达淀粉酶的工程菌株，并通过对重组蛋白酶学特性分析确定其应用范围。古菌高温淀粉酶AmyPap基因长度为1311bp，类型为核苷酸，序列如SEQ ID No.1。古菌高温淀粉酶AmyPap的应用范围，包括pH、温度、金属离子等。高温淀粉酶AmyPap可在酒精酿造、味精、淀粉糖行业应用，但不限于在食品工业的应用。表达后蛋白具有广泛的高温作用范围且热稳定性高的特点。

技术领域

本发明涉及淀粉酶，尤其是涉及一种古菌高温淀粉酶及其应用。

背景技术

淀粉酶(Amylase)是一类降解淀粉和糖原的酶类总称，其水解淀粉分子链中的仅α-1,4-葡萄糖苷键，将淀粉链切断成为短链糊精、寡糖和少量麦芽糖和葡萄糖，其广泛地存在于植物、动物和微生物中。高温淀粉酶通常是指在最适酶活温度在60℃以上的淀粉酶，高温淀粉酶具有高温条件下热稳定性强，保存条件广，节约能源，降低成本，易于保存和运输等特点，被广泛应用于生产淀粉糖(葡萄糖、饴糖、糊精、果糖、低聚糖)、酒精、啤酒、味精、食品酿造、发酵工业、去污、纺织等行业。目前在工业上大量使用的α-淀粉酶主要来源于地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis(MEGAZYME,E-BLAAM),解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens(MEGAZYME,E-BAASS),枯草芽孢杆菌Bacillus subtilissubsp.str.168(PROZOMIX,PRO-E0403)，黑曲霉Aspergillus niger和米曲霉Aspergillusoryzae；其中地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis(MEGAZYME,E-BLAAM)由于其具有相当高的热稳定性而被广泛使用，其最适酶活温度为75℃，酶活在80℃以下可以维持稳定，最适pH为6.0～6.5，在pH4.5～8.0范围内具有活力。

本发明所涉及的超嗜热古菌太平洋火球菌Palaecoccus pacificus DY20341^T属于热球菌目，分离自东太平洋火山热液区[1]。热球菌目是深海热液区一类常见的超嗜热古菌，其可以利用蛋白质、多糖类进行异养代谢，具有丰富的碳水化合物降解系统，包括对淀粉、糖原、多糖的降解。已报道的来源于热球菌目的高温淀粉酶都具有嗜热、耐酸的特性，如Pyrococcus furious，Pyrococcus woesei，Thermococcus onnurineus NA1，Thermococcussp.HJ21。

发明内容

本发明的目的是提供一种古菌高温淀粉酶AmyPap及其应用。通过将来源于深海超嗜热古菌太平洋火球菌(Palaecoccus pacificus DY20341^T)的淀粉酶基因，经序列优化后转入大肠杆菌(Escherichia coli)中，构建得到高效重组表达淀粉酶的工程菌株，并通过对重组蛋白酶学特性分析确定其应用范围。

古菌高温淀粉酶AmyPap基因的分子类型为DNA，序列特征：长度为1311bp，类型为核酸，链性为双链，拓扑结构为线性。其核苷酸序列采用以下方法获得：运用基因组分析获得完整开放阅读框(ORF)，去信号肽和密码子优化后，且序列首尾携带酶切位点NdeI和XhoI，合成得到AmyPap，记为SEQ ID No.1，所述SEQ ID No.1如下：

所述高温淀粉酶AmyPap基因的分子类型为蛋白质，序列特征：长度为453aa，类型为氨基酸，序列记为SEQ ID No.2，如下所示：

一种古菌高温淀粉酶AmyPap基因的表达方法，包括以下步骤：