[发明专利]一种低温活性改良的外切菊粉酶突变体MutDR121EH9

说明书

本发明公开了一种低温活性改良的外切菊粉酶突变体MutDR121EH9，该突变体MutDR121EH9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，在低温下具有更高的活性，而热稳定性降低，低温活性变高有利于在低温反应时减少酶的用量或缩短反应时间，热稳定性变差有利于通过热处理控制酶的反应过程。野生酶InuAMN8的最适温度为35℃，突变酶MutDR121EH9的最适温度为20℃；50℃处理后，野生酶InuAMN8保持81％以上的酶活性，突变酶MutDR121EH9的酶活从32％降至14％。本发明的突变体MutDR121EH9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，具体涉及一种低温活性改良的外切菊粉酶突变体MutDR121EH9。

背景技术

菊芋在我国的大部分地区都可以种植，是一种高密度的非粮能源作物，耐旱、耐贫瘠、耐盐碱、产量高。菊芋块茎的干物质中，菊粉含量可高达70％，这些特点使菊芋的有效利用成为关注的焦点。

菊粉是由果糖聚合而成的多糖，经外切菊粉酶水解，可得到糖含量高达95％的果糖浆。果糖广泛用于食品、医药、生物能源等行业，可作为天然甜味剂替代蔗糖，可以供糖尿病患者食用，可作为原料用来生产生物乙醇等。因而，外切菊粉酶可应用于食品、酿酒和生物能源等行业中(Singh RS et al.International Journal ofBiologicalMacromolecules,2017,96:312–322)。

具有低温活性的酶制剂可应用于低温生境和低温加工过程，如清酒和葡萄酒的发酵温度、水产养殖环境、洗涤、污水处理通常在25℃的低温下进行。另外，低温下的处理(如果汁澄清)可防止微生物的污染、营养损失和食品品质降低，将中温或者高温处理方式转为低温处理方式还可起到降低能耗的作用(Cavicchioli et al.Microbial Biotechnology,2011,4(4):449–460)。因此，提高酶在低温下的催化活性将有利于酶在食品、酿酒和洗涤等行业中的应用。

为了能方便有效地控制酶的催化反应，需要容易热变性的酶；同时，为了使酶的使用更具安全性，需要酶经过简单地处理后就容易降解，而热变性使酶容易暴露蛋白酶酶切位点，导致酶容易被降解。因此，获得容易热变性的突变酶，将有利于酶在食品、酿酒和洗涤等行业中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温活性改良的外切菊粉酶突变体MutDR121EH9，该突变酶MutDR121EH9在低温下具有更高的活性，而热稳定性降低，低温活性变高有利于在低温反应时减少酶的用量或缩短反应时间。

为了达到上述目的，本发明提供了一种低温活性改良的外切菊粉酶突变体MutDR121EH9，该突变体MutDR121EH9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，MutDR121EH9有一段序列与其不同，即AGC01505的第121位至128位氨基酸为DAAPLPGR，而MutDR121EH9的第121位至129位氨基酸为EEDRKTGLH。

本发明的突变体MutDR121EH9的最适温度为20℃，在0℃、10℃、35℃、40℃和50℃时分别具有43％、55％、72％、38％和16％的酶活；45℃处理10–60min后，MutDR121EH9的酶活保持在80％左右；50℃处理10–60min后，MutDR121EH9的酶活从32％降至14％。

本发明的另一目的是提供所述的突变体MutDR121EH9的编码基因mutDR121EH9。

优选地，所述编码基因mutDR121EH9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mutDR121EH9的重组载体。