[发明专利]耐高温中性植酸酶突变体

说明书

本发明涉及基因工程与蛋白质改造技术领域，具体涉及一种耐高温中性植酸酶突变体及其应用。本发明以野生型植酸酶AN为基础，提供了分别包含K121M、S181T和M241F单点突变的植酸酶突变体，其在80℃条件下处理5min后，酶活残留率比野生型提高了26.1%‑240.5%。从而说明，本发明提供的突变位点K121M、S181T、M241F能显著提高植酸酶的耐热性，有利于促进其在水产饲料领域的广泛应用。

技术领域

本发明涉及基因工程和蛋白质工程技术领域，具体涉及一种耐高温中性植酸酶突变体及其应用。

背景技术

随着全球水产养殖业的快速发展，鱼粉等优质动物蛋白资源的紧缺已成为制约水产养殖业发展的重要因素。开发新的饲料资源，提高现有饲料资源的利用率，是饲料行业所面临的重大问题。近年来，许多动植物蛋白源被开发出来用以降低或取代鱼粉的使用量，比如豆粕、菜粕、棉粕、肉骨粉、血粉等，其中植物蛋白源因其资源量大，价格低而广泛应用于水产饲料中。然而与鱼粉相比，这些植物蛋白源通常具有一种或多种方面的不足，如氨基酸组成不平衡，存在抗营养因子(植酸、非淀粉多糖等)、适口性较差、消化率较低等，限制了植物蛋白源在水产饲料中的大量使用。为提高植物蛋白源的利用率，一些营养策略与技术已被开发并应用于饲料工业中。利用发酵工程和基因工程等生物技术手段开发出的酶制剂，能够提高饲料的利用率，在很大程度上缓解饲料资源紧缺的状况。酶制剂因高效、安全、环保，符合资源节约型社会的要求而受到高度重视。

饲用酶制剂是从微生物、动物、植物中提取的具有酶特性的一类物质，其中微生物来源的酶制剂应用最为广泛。饲用酶制剂的种类很多，按照动物自身能否合成，可分为消化酶和非消化酶。消化酶指动物体内能够合成并分泌到消化道进行消化的酶类，也称内源酶，主要包括淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶；非消化酶指动物体自身通常不能合成酶类，也称外源酶，包括植酸酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶等。按照酶制剂的类型来分，可分为单一酶制剂和复合酶制剂。根据酶的作用底物，可分为蛋白酶、脂肪酶、碳水化合物酶、植酸酶等。

酶制剂应用于饲料中，最大的关注点是其稳定性，包括饲料加工中的温度、水分、压力对酶活性的影响，饲料贮存过程中酶活性的损失，酶进入动物消化道后，能否耐受胃酸的影响(有胃鱼类)而到达小肠的作用部位。开发稳定性的酶制剂一直是酶制剂工业努力的方向。可以采用稳定化技术来提高酶的耐热性，如物理包埋、化学修饰等方法；也可采用基因工程等生物技术手段，开发出稳定的酶制剂，或在极端环境中寻求耐高温微生物，产生耐高温的酶。过去二十多年来，经过多次的蛋白质工程改造，饲用植酸酶耐温性从不耐温提升到到耐受85℃的技术进步；但是还是不能满足水产饲料的制备工艺要求。 因此，开发耐高温（大于90℃）、作用pH中性且高产的植酸酶是开发水产植酸酶市场的关键。我国是水产养殖大国，每年生产水产饲料2000万吨以上，而且每年以10%速度增长。如果以每吨饲料添加2公斤植酸酶计算，其市场潜力为1万吨；以50元/kg价格计算，则潜在市场产值为5亿人民币，市场潜力巨大。

但是，目前水产用植酸酶面临耐温性及耐中性环境差等制约因素。因此，利用基因工程和蛋白质工程方法获得耐高温的商业化中性植酸酶成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一种耐高温中性植酸酶突变体及其应用。所述突变体的耐热性得到显著提高，有利于促进其在饲料领域的广泛应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明涉及一种植酸酶突变体，其包含与SEQ ID NO:1具有至少90%同一性的氨基酸序列，且与SEQ ID NO:1相比在选自下组中的至少一个位置上包含氨基酸的取代：121，181，241。

在本发明的一些实施例中，所述突变体的氨基酸序列与SEQ ID NO:1相比具有至少91%，92%，93%，94%，95%，96%，97%，98%，或至少99%的同一性。