[发明专利]低温改良的外切菊粉酶突变体MutS117G

说明书

本发明公开了一种低温改良的外切菊粉酶突变体MutS117G，该突变体MutS117G具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。与野生酶InuAMN8相比，突变酶MutS117G的热活性和热稳定性发生了改变，突变酶MutS117G的低温活性变高但热稳定性变差。纯化的野生酶InuAMN8的最适温度为35℃，而突变酶MutS117G的最适温度为25℃；50℃处理后，野生酶InuAMN8的酶活从88％降至81％，而突变酶MutS117G的酶活从87％降至58％；55℃处理后，野生酶InuAMN8的酶活剩余70％，而突变酶则完全失活。本发明的突变体MutS117G可应用于食品、酿酒和洗涤等行业。

技术领域

本发明涉及一种外切菊粉酶突变体，具体涉及一种低温改良的外切菊粉酶突变体MutS117G。

背景技术

菊芋适合在贫瘠坡地、干旱盐碱的非耕边际土地上种植，不与农作物争耕地，具有产量高、耐寒、耐贫瘠及耐干旱等优点。菊粉是构成菊芋块茎的主要成分，可占其湿重的19％或干重的70％。

外切菊粉酶可降解菊粉，生成果糖和少部分的葡萄糖，该果糖浆中果糖含量可达到总糖量的95％。果糖广泛用于食品、医药、生物能源等行业。例如，果糖可作为天然甜味剂替代蔗糖；果糖代谢不受胰岛素的制约，可以供糖尿病患者食用；果糖经酵母等发酵后可以用来生产生物乙醇。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 RSet al.International Journal ofBiological Macromolecules,2017,96:312–322)。

在一些实际的应用中，需要低温环境，例如低温下的食品处理可防止微生物的污染、营养损失和食品品质降低，清酒和葡萄酒的发酵、水产养殖环境、洗涤、污水处理通常在低温下进行；此外，低温处理还可降低能耗 (Cavicchioli et al.MicrobialBiotechnology,2011,4(4):449–460)。因此，低温酶具有重要的开发价值。

低温外切菊粉酶可用于酒的发酵、食品的腌制、去污、低温下的菊粉水解制备高浓度果糖浆等(Zhou et al.Journal ofBioscience and Bioengineering, 2015,119(3):267–274)。低温外切菊粉酶在实际应用中具有独特的优势，如在低温环境下具有高的催化活性，节能的同时也节约了成本，简单的热处理就可以使酶失活，操作简便又有效。

因此，获得在低温环境下具有更高活性且更容易热处理的外切菊粉酶突变体，即最适温度和热稳定性降低的外切菊粉酶突变体，将更有利于酶的实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温改良的外切菊粉酶突变体MutS117G，该突变酶MutS117G的热活性和热稳定性发生了改变，突变酶MutS117G的低温活性变高但热稳定性变差，能够应用于食品、酿酒和洗涤等行业。

为了达到上述目的，本发明提供了低温改良的外切菊粉酶突变体 MutS117G，该突变体MutS117G具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。与GenBank记录的外切菊粉酶序列AGC01505(SEQ ID NO.3)相比， MutS117G的第117位氨基酸为甘氨酸，而AGC01505的第117位氨基酸为丝氨酸。

本发明的突变体MutS117G，最适温度为25℃，在0℃、10℃、20℃和 35℃时分别具有24％、53％、91％和86％的酶活；50℃处理10–60min后， MutS117G的酶活从87％降至58％；55℃处理10min后，MutS117G完全失活；该酶可水解菊粉产生果糖。

本发明的另一目的是提供所述的突变体MutS117G的编码基因 mutS117G。

优选地，该编码基因mutS117G具有如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列。

本发明的另一目的是提供包含所述的编码基因mutS117G的重组载体。