[发明专利]一种几丁质酶N端截短突变体及其应用

说明书

本发明提供了一种几丁质酶突变体及其应用，属于酶工程技术领域。利用本发明所述的几丁质酶N端截短突变体降解几丁质，整个酶解过程反应条件温和、无污染且特异性强。通过本发明的几丁质酶N端截短突变体水解生成的几丁寡糖比壳寡糖有更好的生物学活性，同时产物也可做到定制，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明属于酶工程技术领域，具体涉及一种几丁质酶N端截短突变体及其应用。

背景技术

几丁质又称壳多糖(chitin)，分子式为[C8H13O5N]_n，为N-乙酰葡糖胺(N-acetyl-D-glucosamine)通过β-1,4糖苷键连接聚合而成的结构聚多糖，广泛存在于水生(如虾蟹壳，硅藻等)和陆地(如昆虫外壳，真菌细胞壁等)生态系统中。几丁质也是海洋环境中含量最为丰富的可再生资源，水产养殖业和加工业的迅速发展造成了大量虾蟹壳废弃物的积累，这些副产品的处理造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染。其中，虾蟹壳废弃物干重中的几丁质含量在20-35％左右，几丁质也是虾蟹壳中最有价值的部分。目前，几丁质的绿色开发及应用已经成为科研热点。

几丁质的降解产物是高附加值的几丁质寡糖、几丁单糖(GlcNAc)及其对应衍生物等，具有抗微生物、抗氧化、基因治疗、免疫细胞增殖和肿瘤生长抑制的作用，也可作为添加剂被广泛应用于饲料和食品中。GlcNAc是生物体内合成很多功能大分子物质，如透明质酸、硫酸角质素和硫酸软骨素的前体，在促进关节滑液合成并减缓关节疼痛，增加皮肤透明质酸含量，改善糖尿病与肝炎症状，增进免疫能力和抗癌等方面起到重要作用。几丁质寡糖和几丁单糖在现阶段的制备方法有化学提取法，壳寡糖乙酰化法。化学提取法一般使用的是酸水解法，利用强酸降解几丁质为氨基葡萄糖，经乙酰化后获得N-乙酰氨基葡萄糖；或用稀酸直接降解几丁质生成几丁质寡糖。化学提取法反应剧烈，成本高，而且环境污染严重，几丁质寡糖产物聚合度低，因此生物酶法绿色降解几丁质现已成为科研热点。生物酶法降解几丁质制备几丁质寡糖和几丁单糖，具有反应过程温和，生物活性好以及高效利用废弃物几丁质资源的优点。

几丁质酶按照糖苷键的切割方式可分为内切几丁质酶、外切几丁质酶及β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶。内切几丁质酶可随机作用于几丁质长链的任何一个糖苷键，并将它水解成几丁质寡糖。外切几丁质酶与内切几丁质酶不同，其可从几丁质糖链非还原末端将几丁质降解为几丁二糖(GlcNAc)₂。β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶可以将几丁二糖(GlcNAc)₂水解生成GlcNAc。几丁质酶将废弃物几丁质降解生成几丁质寡糖和几丁单糖，反应条件温和，绿色环保及其原料低成本和高产出，符合工业生产要求。例如，专利CN201710933796.X提供了一个具有2个催化域，且在低温条件下具有较高活性的几丁质酶P1724。专利CN202010795529.2则公开了一种几丁质酶chiam及其制备方法和应用。

因此，进一步挖掘具有高酶活的几丁质酶、高效利用富含几丁质的生物质具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种N端截短的几丁质酶突变体及其应用。利用本发明所述的N端截短的几丁质酶降解几丁质，整个酶解过程反应条件温和、无污染且特异性强。通过本发明的N端截短的几丁质酶水解生成的几丁寡糖比壳寡糖有更好的生物学活性，同时产物也可做到定制，具有广泛的工业应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种N端截短的几丁质酶突变体，所述的几丁质酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示。

在某些实施例中，野生型几丁质酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

另一方面，本发明提供了一种编码上述突变体的核酸分子。

具体地，所述的核酸分子包含一种或多种经密码子优化的核酸分子。