[发明专利]一种提高纤维素酶催化效率的方法及突变体5I77-M2

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体涉及一种提高纤维素酶催化效率的方法及突变体5I77‑M2。所述方法包括将氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示的野生型纤维素酶的第300位的氨基酸Thr突变为氨基酸Pro和将第307位点的氨基酸Asp突变为氨基酸Pro、以及第193位的氨基酸Asn突变为Ala的步骤。酶促反应的最适pH值、最适温度并未发生变化；以羧甲基纤维素钠为底物时，本发明的突变体5i77‑M2的比活力比突变体5I77‑M提高了50%。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及一种提高纤维素酶催化效率的方法及突变体5I77-M2。

背景技术

纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，是地球上最丰富的有机物，也是现今最大量的可再生性生物质资源。纤维素可以转化成葡萄糖或者其他可发酵糖，进而转化成生物燃料或其他产品，近年来受到极大的关注。在现有的纤维素转化技术中，纤维素酶被认为是关键因素，也逐渐成为研究的热点之一。

纤维素酶是一类可以将纤维素降解成纤维寡糖或葡萄糖的水解酶，可以水解β-1,4-葡萄糖苷键，即纤维素分子中连接葡萄糖单位的化学键。根据现有研究，自然界中绝大部分纤维素的降解转化是由真菌和细菌完成的，这些微生物通过产生一系列的纤维素酶系统发展出了多种在胞外高效降解天然结晶纤维素的机制。

催化活性作为衡量酶工业化应用价值的重要指标，一直以来被广泛关注。虽然目前已经公开以下酶突变策略，但是由于对于酶的氨基酸序列与功能之间的研究还很有限，依据酶突变策略设计的突变方案难以获得预期的技术效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高纤维素酶催化效率的方法。

本发明的再一目的是提供催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2。

本申请的再一目的是提供上述催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2的编码基因。

本申请的再一目的是提供上述催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2的应用。

根据本发明的提高纤维素酶催化效率的方法包括将氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示的野生型纤维素酶进行定点突变的步骤，其中，将野生型纤维素酶的第300位的氨基酸Thr突变为氨基酸Pro、将第307位点的氨基酸Asp突变为氨基酸Pro，将第193位的氨基酸Asn突变为Ala。

根据本申请之前的研究，已经将氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示的野生型纤维素酶进行定点，将野生型纤维素酶的第300位的氨基酸Thr突变为氨基酸Pro、将第307位点的氨基酸Asp突变为氨基酸Pro得到突变体5I77-M。结果表明，与野生型纤维素酶相比，突变体5I77-M的最适pH值、最适温度并未发生变化，而以羧甲基纤维素钠为底物时，突变体5I77-M的比活力比野生型提高了约50%。

在此基础上，本申请进一步第193位的氨基酸Asn突变为Ala。

根据本发明的催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2，其氨基酸序列SEQ IDNO：2所示。

本发明提供了编码上述催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2的基因。具体地，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示。

本发明还提供了包含上述编码催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2的基因的重组载体。

本发明还提供了包含上述编码催化效率提高的纤维素酶突变体5i77-M2的基因的重组菌株。

本发明还是提供一种制备催化效率提高的纤维素酶突变体的方法，包括以下步骤：

1）用上述的重组载体转化宿主细胞，得重组菌株；

2）培养重组菌株，诱导重组纤维素酶表达；