[发明专利]一种具有高盐度、有机溶剂及去垢剂高耐受性的第六家族酯类水解酶及其编码基因、应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，公开了一种具有高盐度、有机溶剂及去垢剂高耐受性的第六家族酯类水解酶及其编码基因、应用。本发明所涉及的酯类水解酶基因经大肠杆菌E.coli菌株异源表达后，在45℃达到最大酶活性，当pH值在6.0至9.0之间保持高活性，对高盐度、多种有机溶剂和去垢剂均有较强耐受性，且还能耐受Ba²⁺、Mg²⁺等金属离子。Aln1对于短链脂肪酸具有高催化活性。该基因所编码的Aln1可应用于废水处理、精细化工、制药和环境修复等领域的工业生产。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，尤其涉及一种具有高盐度、有机溶剂及去垢剂高耐受性的第六家族酯类水解酶及其编码基因、应用。

背景技术

酯类水解酶广泛存在于微生物、动物和植物中，是一种能够催化脂肪酸酯键水解或合成反应的一类水解酶的总称。酯类水解酶参与生物体多个代谢过程，在酯类运输、细胞结构构建以及能量代谢中发挥重要功能，是维持生命体生存所必需的酶类之一。

第六家族酯酶由磷脂酶和羧酸酯酶组成，与来自真核生物的溶血磷脂酶同源性较高（40%），具有广泛的底物特异性。广泛底物谱和功能多样性使该家族水解酶在诸如食品、医药、纺织、洗涤、污水处理、环境修复等领域具有广泛的潜在应用价值。

然而在一些水解条件苛刻的应用场景中，例如高盐度、含有机溶剂及去垢剂环境等，现有技术中大多数的酯类水解酶在这些水解环境中酶活性会受到严重抑制，因此限制了其实际应用，难以符合实际应用需求。因此有必要不断开发出更多可同时耐受高盐度、含有机溶剂及去垢剂环境的酯类水解酶种类，以满足不同应用场景的需求。

发明内容

本发明提供了一种具有高盐度、有机溶剂及去垢剂高耐受性的第六家族酯类水解酶及其编码基因、应用。本发明从一株细菌中筛选到一种新型第六家族酯类水解酶基因，并对该基因进行了重组表达。所获得的酯类水解酶同时对高盐度、有机溶剂和去垢剂具有较高的耐受性，可用于精细化工、制药、洗涤、废水处理和环境修复等工业领域。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种具有酯类水解酶活性和高盐度、有机溶剂及去垢剂耐受性的分离多肽（酯类水解酶Aln1），

（a）具有如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列a；或

（b）具有与氨基酸序列a至少90%以上同源性及至少90%以上酯类水解酶活性的氨基酸序列b；所述氨基酸序列b由在氨基酸序列a的基础上，在远离催化中心位置进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸得到；所述催化中心位于SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列a中的115-119，168和200位点。

在不影响水解酶Aln1蛋白活性前提下，可对SEQ ID NO:2所示的远离催化中心氨基酸位置的氨基酸序列进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸得到水解酶突变体。如前所述，本发明所述的水解酶Aln1的催化中心为SEQ ID NO:2所示的117，168，200位氨基酸位置。根据本领域技术的公知常识，蛋白质的生物学活性是和其功能结构域密切相关的。一般来说，只有发生在功能结构域的位点突变可能对蛋白质的二维和三维结构产生影响，从而影响其生物学活性。而对于发生在远离功能结构域163，259，285位氨基酸位置的氨基酸位点，由于这一区域不参与蛋白功能构象，因而氨基酸的个别点突变不会对蛋白质的生物学活性产生实质性影响，从而能够基本保留原蛋白质的生物学功能。

作为优选，所述氨基酸序列b具有与氨基酸序列a至少95%以上同源性及至少95%以上酯类水解酶活性。

进一步地，所述氨基酸序列b具有与氨基酸序列a至少99%以上同源性及至少99%以上酯类水解酶活性。

作为优选，所述氨基酸序列b由在氨基酸序列a的基础上，在远离催化中心位置进行各种取代、添加和/或缺失小于5个氨基酸得到。