[发明专利]嗜热纤维二糖脱氢酶及其去糖基化酶和作为生物传感元件中的应用

说明书

本发明属于生物酶基因工程和生物传感技术领域，具体涉及嗜热纤维二糖脱氢酶及其去糖基化酶和作为乳糖生物传感元件中的应用。本发明提供两种来源于嗜热毛壳菌的嗜热纤维二糖脱氢酶，分别命名为Ct_CDH‑A、Ct_CDH‑B，并对Ct_CDH‑A、Ct_CDH‑B原始酶及去糖基化酶(Ct_dCDH‑A、Ct_dCDH‑B)作为生物传感元件进行比对，以此为筛选更加快速、有效、直接电子传递的乳糖生物传感器敏感元件奠定基础，经试验验证，Ct_CDH‑B电极有着比Ct_CDH‑A电极更优的灵敏度和检测限，有望成为新一代乳糖生物传感器的最佳敏感元件，因此具有良好的实际应用价值。

技术领域

本发明属于生物酶基因工程和生物传感技术领域，具体涉及嗜热纤维二糖脱氢酶及其去糖基化酶和作为乳糖生物传感元件中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

嗜热纤维二糖脱氢酶(CDH)是生物电催化领域的一种新兴酶。由于CDH具有特殊的细胞色素结构域，它作为一种内置的氧化还原介质，能够将电子直接转移到电极表面，因此这种罕见的特性被巧妙地应用于无介质的“第三代”生物传感器中。来自嗜热毛壳菌(Chaetophila thermophilus)中的CDH具有热稳定性高、pH范围广等优点，使其成为新一代微型乳糖生物传感器的最佳选择。

然而，来自嗜热菌的CDH由于生产表达比较困难，传统的表达方法通常需要复杂昂贵的培养基，并且存在表达效率低下等问题，所以目前国内外对其研究较少。而异源表达的CDH可以有效地规避这些缺点，更重要的是，可以通过基因工程手段为生物传感器的应用定制特定的CDH。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供嗜热纤维二糖脱氢酶及其去糖基化酶和作为乳糖生物传感元件中的应用。

具体的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种嗜热纤维二糖脱氢酶，编码所述嗜热纤维二糖脱氢酶的核苷酸为：

a1)如SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.4所示的核苷酸序列；

a2)与a1)互补的核苷酸序列；

a3)与a1)或a2)所示的核苷酸序列具有≥80％(如81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％和99％或100％(完全)序列)一致性且能够在毕赤酵母表达嗜热纤维二糖脱氢酶的核苷酸序列。

进一步的，所述嗜热纤维二糖脱氢酶可以为去糖基化的嗜热纤维二糖脱氢酶，具体的，所述去糖基化的嗜热纤维二糖脱氢酶是由上述嗜热纤维二糖脱氢酶经α-1,2-甘露糖苷酶和内切糖苷酶Hf处理后获得。

本发明的第二个方面，提供一种重组载体，所述重组载体包含编码上述嗜热纤维二糖脱氢酶的核苷酸。

本发明的第三个方面，提供了一种宿主菌，所述宿主菌含有上述重组载体或所述宿主菌能够表达上述嗜热纤维二糖脱氢酶。

所述宿主菌可以为细菌或真菌；

所述真菌包括酵母菌；特别为毕赤酵母菌。

本发明的第四个方面，提供上述嗜热纤维二糖脱氢酶、重组载体或宿主菌在乳糖检测或制备生物传感元件中的应用。

其中，所述生物传感元件可以为实现对乳糖检测的生物酶电极或生物传感器。

本发明的第五个方面，提供一种生物酶电极，所述生物酶电极包括基底电极，所述基底电极还负载有修饰材料。