[发明专利]用于制备褐藻寡糖的褐藻胶裂解酶及其用途

说明书

本发明通过筛选来源于爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)中的酶基因，经重组获得一种具有褐藻胶裂解的酶活力的蛋白质，由此，本发明提供了由SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列的蛋白质用作褐藻胶裂解酶的用途及其应用。本发明人发现，该褐藻胶裂解酶相比现有技术具有更高的酶活力、良好的耐热性和优异的产糖性能，能够在短时间内降解大量海藻酸钠，并且生产成本低，所用设备少，具备工业规模化生产的潜力。

技术领域

本发明涉及生物酶领域，具体地涉及一种用于酶解褐藻酸盐以制备褐藻寡糖的褐藻胶裂解酶。

背景技术

海藻酸钠，又名褐藻酸钠，最初自褐藻类生物生成的褐藻胶中提取，在工业中通常由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic acid，M)和α-L-古罗糖醛酸(α-L-guluronic acid，G)通过1,4-糖苷键聚合而成的一种聚合物。在食品工业中具有增稠、凝胶、稳定体系等多种用途。褐藻寡糖(AOS,Alginate Oligosaccharides)是一种聚合度在2-10的分子，由褐藻胶分解而成，具有调节人体免疫、抗氧化、抗肿瘤、保护神经系统、促进植物生长、抑菌等多种功能。AOS因具有特殊的化学特性和生物特性，在农业、食品、药品、保健品、化妆品、冶金、化工等领域具有潜在、广泛的应用价值。目前，褐藻胶的分解方法包括化学分解法、物理分解法和生物酶法，其中由于通过褐藻胶裂解酶的生物酶法的反应副产物少、耗能低且能生成含有不饱和双键的高生物活性寡糖，具有环保、清洁、条件温和、效率高等优点，其取代物理化学法称为制备AOS的主流方法已是必然。

迄今为止，尽管国内外学者对褐藻胶裂解酶的来源、分类、酶学性质、酶的结构、酶催化机理等方面作了大量的基础研究，但现有技术的褐藻胶裂解酶仍存在发酵水平低、酶活力不高、价格昂贵、且不适合大规模使用等问题。国际市场上只有美国Sigma公司商业化的褐藻胶裂解酶产品A1603-100MG，酶活力大于10000U/g，但价格昂贵，仅以试剂形式出售。

因此，本领域仍需要一种酶活力高且成本低廉的褐藻胶裂解酶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酶活力高、耐热性好且具有改善的产糖能力的褐藻胶裂解酶以及应用。本发明的褐藻胶裂解酶制备方法简单、使用设备少，具有工业规模化生产的潜力。

本发明的发明人在NCBI库中筛选出一种源于爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillusehimensis)的蛋白(蛋白序列登录号为WP_127487869.1)，合成该蛋白并经试验发现该蛋白质具有优异的褐藻胶降解活性。由此，完成本发明。

在第一方面，本发明提供了具有SEQ ID NO：1所示氨基酸序列的蛋白质用作褐藻胶裂解酶的用途。

在第二方面，本发明提供了一种由褐藻酸盐酶解制备褐藻寡糖的方法，包括以下步骤：使包含作为褐藻胶裂解酶的具有SEQ ID NO：1所示氨基酸序列的蛋白质和褐藻酸盐的反应体系在45℃至65℃的温度反应。

综上，本发明提供一种褐藻胶裂解酶及其用于生产褐藻寡糖的用途，相比现有技术，本发明的褐藻胶裂解酶具有更高的酶活力、良好的耐热性和优异的产糖性能，能够在短时间内降解大量海藻酸钠，并且生产成本低，所用设备少，具备工业规模化生产的潜力。

附图说明

得益于以下具体实施方式以及参考附图，本发明的技术方案和益处对本领域技术人员会变得显而易见。

图1示出了根据本发明的一个实施方案得到的经纯化的褐藻胶裂解酶的电泳图，其中，M：Marker；1-5泳道：诱导时间分别为0、4、8、16、24h的发酵上清；6泳道：纯化前粗酶液；7泳道：纯化后得到的paeh酶液。

图2示出了根据本发明的一个实施方案得到的褐藻胶裂解酶在45℃温度随时间的相对酶活变化。