[发明专利]一株壳聚糖酶重组菌株及其在壳寡糖制备中的应用

说明书

本发明公开了一种来源于球托霉菌属的壳聚糖酶基因Csn1、表达载体、重组菌株、将重组菌株生产的壳聚糖酶用在降解壳聚糖制备壳寡糖中的方法及应用。本发明通过将球托霉菌属中的壳聚糖酶基因重组于毕赤酵母工程菌，获得能够高效表达该基因的重组毕赤酵母工程菌株Pichia pastoris GS115/pPIC9K‑Csn1。产壳聚糖酶的重组毕赤酵母工程菌株，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO.M 20221107，保藏日期2022年7月14日。利用本发明所述重组毕赤酵母工程菌株生产的壳聚糖酶纯度高，纯化成本低，水解壳聚糖的产物为壳三糖，应用价值大，有望将本发明壳聚糖酶进行大量制备用于壳三糖的大量生产，具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一株壳聚糖酶重组菌株及其在壳寡糖制备中的应用。

背景技术

近年来，随着全球海产品市场的扩张以及水产加工业的发展，如何处理每年产生的数百万吨甲壳废弃物成为了当前的一项重要议题。其中使用甲壳废弃物生产高价值的壳聚糖和壳寡糖的技术路线受到了学术界的广泛关注。几丁质经脱乙酰化后，可制得壳聚糖(chitosan)。

壳寡糖(Chitooligosaccharides，COS)是壳聚糖水解产生的聚合度为20以下的寡糖，分子量较小，可被肠胃吸收，且具有更高的溶解度和更低的粘度，生理活性优于壳聚糖，具有抗菌抗炎、抗癌抗肿瘤、抗氧化活性和降血糖等功能活性，广泛应用于生物医药、生物工程、再生医学、食品工业、化工、化妆品、保健品以及农业等领域。

已有研究表明，壳寡糖的功效与其平均分子量、聚合度、乙酰化度密切相关，所以制备特定聚合度的壳寡糖单体非常重要。如壳三糖在治疗炎症性肠病(Hu K,Yuan X,He H,et al.Pharmacological mechanisms of chitotriose as a redox regulator in thetreatment of rat inflammatory bowel disease[J].BiomedicinePharmacotherapy,2022,150:112988.)、促进周围神经再生(Jiang M,Guo Z,Wang C,et al.Neural activityanalysis of pure chito-oligomer components separated from a mixture ofchitooligosaccharides[J].Neuroscience Letters,2014,581:32-36.)、改善帕金森病(Wang B,Wang L,Qu Y,et al.Chitosan oligosaccharides exert neuroprotectiveeffects via modulating the PI3K/Akt/Bcl-2pathway in a Parkinsonian model[J].FoodFunction,2022,13(10):5838-5853.)、降脂(Shen X,Liang X,Ji X,et al.CD36and DGAT2 facilitate the lipid-lowering effect of chitooligosaccharides viafatty acid intake and triglyceride synthesis signaling[J].FoodFunction,2021,12(18):8681-8693.)、抑菌(Zhao X P,Liu J,Sui Z J,et al.Preparation andantibacterial effect of chitooligosaccharides monomers with differentpolymerization degrees from crab shell chitosan by enzymatic hydrolysis[J].Biotechnology and Applied Biochemistry,2022.doi:10.1002/bab.2339.)、抗氧化(Chen A S,Taguchi T,Sakai K,et al.Antioxidant activities of chitobiose andchitotriose[J].Biological and Pharmaceutical Bulletin,2003,26(9):1326-1330.)等方面具有极大的应用前景。