[发明专利]新的β-木糖苷酶和编码该酶的核苷酸序列以及该酶的用途

说明书

本发明涉及新的具有β-木糖苷酶活性的肽、编码这种肽的核苷酸序列和这种类β-木糖苷酶肽的用途。

背景

β-木糖苷酶(1，4-β-D-木聚糖-木糖水解酶；EC 3.2.1.37)是一种木聚糖裂解酶。木聚糖是植物细胞壁的一种主要成分，仅次于纤维素。它们大量存在于大多数陆生植物中，特别是农业副产品(如稻草、小麦糠、玉米穗轴、棉花种子等等)中。木聚糖是一种由β-1，4键连接的木糖聚合物组成，并含有阿拉伯呋喃糖、葡萄糖醛酸、甲基葡萄糖醛酸和乙酰侧链基团的复杂聚合物。内切木聚糖酶(EC 3.2.1.8)随机切割木聚糖骨架中的β-1，4-键，产生寡糖、木乙糖和木糖。β-木糖苷酶切割由内切木聚糖酶活性而形成的木糖寡聚物的非还原末端的末端木糖单元。α-葡萄糖醛酸酶切割木糖单元骨架的葡萄糖醛酸侧链基团，而α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3.2.1.55)切割木聚糖骨架上的阿拉伯糖单元，乙酰酯酶(EC 3.1.1.6)除去乙酰侧链基团。

β-木糖苷酶在将单糖或乙醇连接到木糖单元或从木糖单元中切割下来的葡基转移反应中也是有效的。β-木糖苷酶在木聚糖水解中是限制速率的酶(Dekker 1983，Poutanen和Puls 1988)。

β-木糖苷酶的水解反应和葡基转移反应在降解和利用农业废物中具有重要经济价值，例如在木糖、木糖寡聚物和木糖醇的产生过程中(这些物质在食品、蜜饯和药物中作为增甜剂，特别是作为糖替代品是有用的)。并且，此酶或其产物可以用作面包改进剂并可用于啤酒酿制工业中。

已经从各种来源(包括细菌和真菌)中分离了β-木糖苷酶。例如，Rodionova等(1983)已报道了从黑曲霉纯化β-木糖苷酶；据报道以凝胶过滤进行测定其分子量为253,000，以SDS电泳测定其分子量为122,000，此肽的等电点为pH4.9。

Kormelink等(1993)从泡盛曲霉中分离了三种内切木聚糖酶和一种β-木糖苷酶；β-木糖苷酶的分子量为110,000，最适pH值为6.5，最适温度为70℃。

Garcia-Campayo和Wood(1993)已经报道了瘤胃真菌Neocallimastix frontalis的β-D-木糖苷酶，这种蛋白质的表观分子量为150,000(通过凝胶过滤测定)，最适pH6.4，最适温度为37℃。Utt等(1991)报道了编码反刍细菌溶纤维丁酸弧菌的β-木糖苷酶和α-阿拉伯呋喃糖苷酶活性的xylB的序列。

已有的β-木糖苷酶的活性模式不是总能适应于工业需要。特别是经常需要此酶具有高的木糖苷酶特异性，而对其它底物(如葡糖苷和半乳糖苷)具有低的特异性。尤其是真菌β-木糖苷酶在它们的活性水平和特异性模式方面具有很大的优势。

为了从所需要的产酶生物体提供具有所需要的酶活性模式的类β-木糖苷酶，应该知道β-木糖苷酶的序列信息。然而，到目前为止，还没有有关真菌β-木糖苷酶序列信息的报道。

发明描述

已经发现了一种新的β-木糖苷酶，并确定了它的氨基酸序列以及编码它的核苷酸序列。本文称此蛋白质为xylD，而称此编码基因为xlnD。新的β-木糖苷酶的一级结构似乎与已知的β-木糖苷酶类酶不同。另外，它的活性模式与已知的β-木糖苷酶类酶不同，它的β-木糖苷酶活性比Rodionova等(见上文)报道的β-木糖苷酶活性高大约2倍。

因此，本发明涉及一种核苷酸序列或者本发明涉及这种核苷酸序列的一部分，所说的核苷酸序列编码具有β-木糖苷酶活性并与SEQID NO.1所示的氨基酸序列显示出至少30％的氨基酸等同性的肽，或者在严格条件下与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列杂交，所说的核苷酸序列的一部分具有编码SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的至少15个，优选的是至少21个，更优选的是至少24个并且更优选至少30个核苷酸。本文的氨基酸同源性的意思是指氨基酸在一级结构上的等同性。氨基酸相似性通常高于所给定的等同性数值。