[发明专利]一种胞外分泌能力增强的淀粉分支酶突变体

说明书

本发明公开了一种胞外分泌能力增强的淀粉分支酶突变体，属于基因工程和酶工程技术领域。本发明提供了一种淀粉分支酶突变体，所述淀粉分支酶突变体是将来源于海洋红嗜热盐菌来源的淀粉分支酶的第3位、第4位同时突变，或第3位、第4位、第10位和第11位同时得到的。本发明的方法安全、高效，其制备得到的含有淀粉分支酶突变体W3K/L4K/R10K/R11K、W3R/L4R的粗酶液活力与原始酶相比分别提高了1.29倍、1.68倍；并且采用本发明的方法获得的重组酶是胞外酶，有利于后期大规模生产的提取纯化，在工业中能够得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种胞外分泌能力增强的淀粉分支酶突变体，属于基因工程和酶工程技术领域。

背景技术

淀粉分支酶(1,4-α-glucan branching enzyme；GBE；EC 2.4.1.18)作为一种与淀粉生物合成直接相关的重要糖基转移酶，其具有调控淀粉分子内α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键含量的独特性能，可显著增强淀粉稳定性、抗老化性及慢消化性能，在生物酶法改性淀粉中有着巨大的应用潜力。目前，国内外已经把开发高支化淀粉生产所必需的微生物来源淀粉分支酶作为了非常重要的研究主题，并取得了一定的进展，这些研究主要集中于淀粉分支酶的异源表达与改性应用方面。而随着改性淀粉在食品、医药等工业中的需求越来越大，对淀粉分支酶的产量与安全性方面的要求也会不断提高，由于天然菌株存在胞内表达、产酶能力低等问题，现如今大多采用基因工程技术，实现其异源表达。

尽管近年来的研究结果显示，淀粉分支酶在基因工程菌尤其是大肠杆菌中成功实现了异源表达，但现有报道的大多数淀粉分支酶产量仍然较低，对其酶活提高方面的研究大多基于培养条件的优化，涉及其表达体系及策略的优化较少且缺乏针对性，极大地限制了重组淀粉分支酶的工业化应用。

因此，将具有优良特性的淀粉分支酶进行有效表达，并探索出一种更具针对性的高效表达策略，成为了现如今的一个重要发展趋势，开发高安全性、高酶活、高产量的淀粉分支酶对于进一步促进淀粉分支酶的工业化应用也显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的淀粉分支酶的胞外分泌能力差等问题，本发明通过对来源于海洋红嗜热盐菌Rhodothermus obamensis STB05编码的淀粉分支酶进行突变得到胞外表达量显著提高的突变体W3K/L4K/R10K/R11K、W3R/L4R，其胞外酶活分别提高了1.29倍、1.68倍，进一步促进了淀粉分支酶在大肠杆菌表达系统及食品级枯草芽孢杆菌表达系统中的高效表达。

本发明提供了一种淀粉分支酶突变体，所述淀粉分支酶突变体是将氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的淀粉分支酶的第3位和第4位同时突变得到的；

或所述淀粉分支酶突变体是将氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的淀粉分支酶的第3位、第4位、第10位和第11位同时突变得到的。

在本发明的一种实施方式中，所述淀粉分支酶为来源于海洋红嗜热盐菌Rhodothermus obamensis STB05的淀粉分支酶，所述淀粉分支酶的核苷酸序列如SEQ IDNO.2所示。

在本发明的一种实施方式中，所述淀粉分支酶突变体为：将氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示的淀粉分支酶的第3位的色氨酸突变为精氨酸，并将第4位的亮氨酸突变为精氨酸得到的，命名为W3R/L4R，其氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示；

或者，所述淀粉分支酶突变体为：将氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的淀粉分支酶的第3位的色氨酸突变为赖氨酸，并将第4位的亮氨酸突变为赖氨酸，并将第10位的精氨酸突变为赖氨酸，并将第11位的精氨酸突变为赖氨酸得到的，命名为W3K/L4K/R10K/R11K，其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明还提供了一种编码上述突变体的基因。

本发明还提供了携带上述基因的载体。