功能蛋白POX04420及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种功能蛋白POX04420及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的蛋白质，获自草酸青霉，命名为POX04420蛋白，是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。编码所述POX04420蛋白的基因(POX04420基因)也属于本发明专利技术的保护范围。本发明专利技术通过实验证明POX04420在调控草酸青霉的纤维素酶基因和木聚糖酶基因的表达过程中起关键作用，在提高纤维素酶产量中具有应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
功能蛋白POX04420及其编码基因与应用
本专利技术涉及遗传工程领域，具体涉及一种功能蛋白POX04420及其编码基因与应用。
技术介绍
人类的生产生活或多或少地消耗着能量，随着化石燃料如石油、煤炭等非可再生能源的不断消耗以及所带来的一系列严重的社会问题。寻找可替代的、清洁的再生能源已成为研究者们和各国政府关注的焦点(Singh，R.，Krishna，B.B.，Kumar，J.，Bhaskar，T.Opportunitiesforutilizationofnon-conventionalenergysourcesforbiomasspretreatment[J].BioresourTechnol2016，199：398-407)。以纤维素为主要成分的植物木质纤维素类物质是地球上最丰富的可再生资源，全球每年产生约1800亿吨植物木质纤维素类物质，其中小麦、水稻秸秆和甘蔗渣的量分别为3.54、7.31和1.81亿吨，是极其廉价的可利用的原料(Taha，M.，Foda，M.，Shahsavari，E.，Aburto-Medina，A.，Adetutu，E.，Ball，A.Commercialfeasibilityoflignocellulosebiodegradation：possibilitiesandchallenges[J].CurrOpinBiotechnol2016，38：190-197)。中国是个农业大国，拥有极其巨大的植物生物质资源，每年产生约7.3亿吨的农作物秸秆等农业废弃物，相当于12000万亿kJ的能量。此外，中国每年还产生约3700万立方米的森林废弃物，相当于580万亿kJ的能量(Ma，L.，Wang，T.，Liu，Q.，Zhang，X.H.，Ma，W.C.，Zhang，Q.Areviewofthermal-chemicalconversionoflignocellulosicbiomassinChina[J].BiotechnolAdv2012，30(4)：859-873)。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中，纤维素含量最多，由成百上千个葡萄糖分子聚合而成，占40％-50％；半纤维素次之，占25％-30％；木质素含量最少，主要由结构复杂的含芳香环的有机分子聚合而成，占15％-20％(Brethauer，S.，Studer，M.H.Biochemicalconversionprocessesoflignocellulosicbiomasstofuelsandchemicals-areview[J].CHIMIAIntJChem2015，69(10)：572-581)。筛选和构建高效的产纤维素酶的微生物菌株，实现天然纤维素的有效生物转化，具有极其重要的现实意义和广阔的发展前景。生产中，纤维素酶主要来自于丝状真菌，例如，木霉、青霉和曲霉等(Gusakov，AV.AlternativestoTrichodermareeseiinbiofuelproduction[J].TrendsBiotechnol2011，29(9)：419-425；Yao，GS.，Li，ZH.，Gao，LW.，Wu，RM.，Kan，QB.，Liu，GD.，Qu，YB.RedesiginingtheregulatorypathwaytoenhancecellulaseproductioninPenicilliumoxalicum[J].BiotechnolBiofuel2015，8：71；Florencio，C.，Cunha，F.，Badino，A.，Farinas，C.，Ximenes，E.，Ladisch，M.SecretomeanalysisofTrichodermareeseiandAspergillusnigercultivatedbysubmergedandsequentialfermentationprocesses：Enzymeproductionforsugarcanebagassehydrolysis[J].EnzymeMicrobTech2016，90：53-60)。根据作用方式的不同，纤维素酶主要分为三类：内切-1，4-β-D-葡聚糖酶(endo-1，4-β-D-glucanase，EG，EC3.2.1.4)、纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase，CBH，EC3.2.1.91)和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase，BGL，EC3.2.1.21)(Lynd，L..R.，Weimer，P.J.，vanZyl，W.H.，Pretorius，I.S.Microbialcelluloseutilization：fundamentalsandbiotechnology[J].MicrobiolMoleculBiolR2002，66(3)：506-577；Glass，N.L.，Schmoll，M.，Cate，J.H.，Coradetti，S.Plantcellwalldeconstructionbyascomycetefungi[J].AnnuRevMicrobiol2013，67：477-498)。EG作用于纤维素链分子内部，随机水解纤维素分子内的β-1，4-糖苷键，产生短的纤维素链或可溶性纤维寡糖，暴露出新的纤维素链末端。CBH沿着纤维素链末端由外向里水解β-1，4-糖苷键，释放纤维二糖。上述酶解反应为固相反应，反应速度慢，是纤维素酶水解的限速步骤。继而是液相反应，反应速度快。在液相反应中，EG和CBH继续水解上述固相反应产生的可溶性纤维寡糖产生纤维二糖，BGL将上述固相反应和液相反应产生的纤维二糖水解成葡萄糖。通过这三种酶的协同作用，纤维素酶将纤维素转化为葡萄糖，葡萄糖可以被微生物利用产生化学品如被酿酒酵母发酵生产燃料酒精(Wang，J.，Quirk，A.，Lipkowski，J.，Dutcher，J.R.andClarke.A.J.Directinsituobservationofsynergismbetweencellulolyticenzymesduringthebiodegradationofcrystallinecellulosefibers[J].Langmuir2013，29(48)：14997-15005；Zhang，Y.H.P.，Himmel，M.E.，Mielenz，J.R.Outlookforcellulaseimprovement：screeningandselectionstrategies[J].BiotechnolAdv2006，24(5)：452-481；Dashtban，M.，Schraft，H.，Qin，W.Fungalbioconversionoflignocellulosicresidues：opportunityandperspectives[J].IntJBiolSci2009，5(6)：578-595)。纤维素酶可应用在食品、饲料、酿造和酿酒、农业、生物炼油、纸浆和造纸、纺织和洗涤等行业(Kuhad，R.C.，Gupta，R.，Singh，A.Microbialcellulasesandtheirindus本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质，是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白质的基因。3.如权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因为如下(1)-(4)中任一所述的DNA分子：(1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；(2)序列表的序列3所示的DNA分子；(3)在严格条件下与(1)或(2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子；(4)与(1)或(2)或(3)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子。4.含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。5.权利要求1所述蛋白质，或，权利要求2或3所述基因的应用，为如下(b1)-(b14)中的至少一种：(b1)调控微生物纤维素酶产量；(b2)调控微生物半纤维素酶产量；(b3)调控微生物羧甲基纤维素酶产量；(b4)调控微生物外切纤维素酶产量；(b5)调控微生物木聚糖酶产量；(b6)调控微生物β-葡萄糖苷酶产量；(b7)调控微生物纤维素酶基因的表达量；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯家勋，赵帅，廖陆升，闫语丝，何启鹏，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45