[发明专利]一种桃色杆菌JZB09、褐藻胶裂解酶rAly06925及该酶的编码基因与应用

说明书

本发明涉及一种桃色杆菌(Persicobacter sp.)JZB09保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学，保藏日期2021年4月12日，保藏编号CCTCCM 2021354；并提供了一种来源于桃色杆菌JZB09的褐藻胶裂解酶rAly06925，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，所述褐藻胶裂解酶rAly06925的编码基因aly06925，其核苷酸序列如SEQIDNO.1，该褐藻胶裂解酶rAly06925能够降解褐藻胶或褐藻胶寡糖生产非还原末端含有ΔM的系列富含G不饱和寡糖片段。

技术领域

本发明涉及一种桃色杆菌JZB09、褐藻胶裂解酶rAly06925及该酶的编码基因与应用，属于生物技术领域。

背景技术

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸(β-D-Mannuronate,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-Guluronate,G)两种糖单元通过β-1,4糖苷键随机链接而成的线性阴离子多糖，且M和G在C5位上互为差向异构体^[1]。褐藻胶主要产自海带、马尾藻、墨角藻和巨藻等大型褐藻的细胞壁和细胞质间质中^[2]。此外，条件致病菌铜绿假单胞菌和某些土壤微生物如棕色固氮菌也能分泌褐藻胶^[3,4]，区别在于微生物来源的褐藻胶具有乙酰化修饰^[5]。褐藻胶无毒无害，在食品行业里可用于清除体内重金属离子^[6]和提高冰激凌的粘稠度^[7]，也可用于医药行业里的止血纱布、止血剂和绷带^[8]及药物包埋材料^[9]。褐藻胶与琼胶、卡拉胶一起，是产量最大、经济价值最高、应用最为广泛的三大海洋多糖。长期以来，褐藻胶的高值化研究一直是海洋生物技术领域的重点之一。已有研究表明褐藻胶寡糖使白血病细胞U973的细胞核形态发生改变从而导致细胞凋亡^[10]，实现对白血病细胞U973的抑制作用。此外，最新研究表明由聚M段褐藻胶寡糖制备的“甘露寡糖二酸(GV971)”能抑制β-淀粉样蛋白沉淀、细胞毒性和细胞的聚集^[11]，可用于治疗轻度、中度阿尔兹海默症(Alzheimer Disease,AD)。因此，具有特定M/G比例和聚合度大小的褐藻胶寡糖具有重要应用价值和经济价值，实现这类寡糖的高效制备具有重要意义。

褐藻胶裂解酶是一类多糖裂解酶(Polysaccharide Lyase,PL)，通过β消去反应催化糖苷键的断裂，并在寡糖产物的非还原性末端形成C4＝C5不饱和双键，与C5-位的C＝O(羧羰基)形成共轭结构，从而产生含有不饱和末端(Δ)的寡糖产物并在232nm附近具有特征吸收^[12]。褐藻胶裂解酶的来源非常广泛，包括土壤微生物、海洋藻类、海洋软体动物、棘皮动物及多种体表或体内共生的海洋微生物，其中细菌是褐藻胶裂解酶的主要来源^[13,14]。然而，受限于天然褐藻胶裂解酶的产量低，转基因褐藻胶裂解酶虽然产量高、但多数酶的水溶性和活性较差等综合因素的影响，迄今，关于酶的底物选择性、底物降解模式与寡糖生成特性的研究较少，仅见G-专一性内切酶Aly5^[15]、M-专一性内切酶Pae-AlgL和Avi-AlgL^[16]、G-倾向性内切酶Aly1^[17]和Aly2^[18]等报道。因此整体上不能提供充足的酶学特性信息，导致工具酶匮乏且无法精确应用。尤其在工业上，内切型褐藻胶裂解酶是高效制备系列褐藻胶寡糖产物的工具酶。