[发明专利]一种中温下稳定的低温外切菊粉酶突变体MutP126R

说明书

本发明公开了一种中温下稳定的低温外切菊粉酶突变体MutP126R，该突变体MutP126R具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，其热活性和热稳定性发生了改变，最适温度升高且热稳定性更好，有利于酶的生产、保存、运输等。纯化的野生酶InuAMN8的最适温度为35℃，突变酶MutP126R的最适温度为40℃；55℃处理10–60min后，野生酶InuAMN8的酶活从70％降至17％，突变酶MutP126R的酶活从70％降至26％。本发明的低温外切菊粉酶突变体MutP126R可应用于食品、酿酒和生物能源等行业。

技术领域

本发明涉及一种低温外切菊粉酶突变体，具体涉及一种中温下稳定的低温外切菊粉酶突变体MutP126R。

背景技术

菊芋抗病能力非常强、再生性极强、易增殖、产量高、耐寒、耐贫瘠及耐干旱，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。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％。

菊粉是末端含一分子葡萄糖残基的果聚糖。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(SinghRS et 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、生物能源、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。然而，低温酶普遍耐热性差，在酶的生产、保存、运输等过程中，低温酶容易热变性。因此，提高低温酶的耐热性具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种中温下稳定的低温外切菊粉酶突变体MutP126R，该突变酶MutP126R的最适温度升高且热稳定性更好，有利于酶的生产、保存、运输，能应用于食品、酿酒和生物能源等行业。

为了达到上述目的，本发明提供了一种中温下稳定的低温外切菊粉酶突变体MutP126R，该突变体MutP126R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，MutP126R的第126位氨基酸为精氨酸，而AGC01505的第126位氨基酸为脯氨酸。

本发明的突变体MutP126R的最适温度为40℃，在50℃时具有59％的酶活，温度从0℃上升到30℃，MutP126R的活性从10％上升到73％；50℃处理10–60min后，MutP126R剩余85％以上的酶活；55℃处理10–60min后，MutP126R的酶活从70％降至26％；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MutP126R的编码基因mutP126R。

优选地，所述编码基因mutP126R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mutP126R的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含所述的编码基因mutP126R的重组菌。