[发明专利]一种内切型褐藻胶裂解酶及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种内切型褐藻胶裂解酶及其编码基因和应用。所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的氨基酸序列如SEQ ID No.7所示，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的降解方式为内切型，能够显著降解褐藻胶、polyM和polyG，进而获得饱和褐藻胶单糖、不饱和褐藻胶单糖和不饱和褐藻胶二糖，除此之外，该酶属于一种冷适应的褐藻胶裂解酶，适合反应温度为20‑30℃，具有NaCl依赖性。本发明还构建了包含所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C编码基因的重组载体和重组菌株，能够为工业化应用和生产生物乙醇提供良好的工具。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种内切型褐藻胶裂解酶及其编码基因和应用。

背景技术

生物乙醇作为石油衍生燃料的替代品已经引起了人们的注意。木质纤维素生物质中木质素的存在使生物转化过程中碳水化合物的提取复杂化，导致生物乙醇生产效率低下。因此，利用低木质素含量的原料是低成本生产生物乙醇的有效途径。褐藻因其木质素含量低而成为良好的生物乙醇生产来源。而且藻类种类丰富，生长速度快，无需耕地，也显著降低了生物乙醇的生产成本。

褐藻胶是褐藻细胞壁的主要多糖，占褐藻干重的40%。褐藻胶是一种由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic acid, M)及其C5差向异构体α-L-古罗糖醛酸(α-L-guluronicacid, G)组成的大分子共聚物。褐藻胶有三种不同的聚合形式：polyG、polyM和polyMG，它们由G单元、M单元或G和M随机交替聚合组成。

褐藻胶裂解酶是一种多糖裂解酶，通过β-消除反应降解褐藻胶的1→4糖苷键。根据作用方式的不同，褐藻胶裂解酶分为内切型和外切型。内切型褐藻胶裂解酶裂解褐藻胶聚合物内的糖苷键，释放不饱和低聚糖（二糖、三糖和四糖）作为主要产物，外切型褐藻胶裂解酶从末端依次切割糖链，生成单糖。

褐藻胶降解产生的不饱和单糖转化为4-deoxy-l-erythro-5-hexoseuloseuronate (DEH)是生产生物乙醇的关键步骤。在目前的研究中，大多数外切型褐藻胶裂解酶都能产生不饱和单糖产物，但低的外切酶活性成为限速步骤。因此，寻找一种能产生单糖的内切型褐藻胶裂解酶成为高效生产生物乙醇的研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种内切型褐藻胶裂解酶及其编码基因和应用。本发明所述的内切型褐藻胶裂解酶不仅能产单糖，还具有广泛的底物适应性、适冷性，该酶酶活强，具有较高的降解活性。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的氨基酸序列如SEQ ID No.7所示。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的氨基酸序列中包含如SEQ ID No.6所示的催化区的氨基酸序列。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的降解方式为内切型。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的适合反应温度为20 ℃-30 ℃。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的最适反应温度为30 ℃。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的适合反应pH为7.7-8.9。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C的最适反应pH为8.0。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C在pH 6.6-9.3具有很好的稳定性。

进一步的，所述内切型褐藻胶裂解酶TsAly7C在0-30 ℃下具有很好的稳定性。