一种木聚糖酶，其具有选自ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１６－２７和３２－３３的一种氨基酸序列，或其具有木聚糖酶活性的片段。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及衍生自厌氧真菌如Neocallimastix frontalis和N.patriciarum的新的重组木聚糖酶。本专利技术的木聚糖酶耐热及耐碱性pH，而且对木聚糖呈高度特异性并具有高活性。本专利技术还涉及编码所述木聚糖酶的相关DNA序列，以及携带所述DNA序列的宿主。
技术介绍
木聚糖酶降解木聚糖，木聚糖是一种多糖，且是植物中半纤维素的主要组成部分。木聚糖是世界上继纤维素之后最丰富的可再生资源，其是一种具有β-1，4-D-吡喃木糖连接的主链和多种取代侧链的杂多糖。由于其复杂的结构，需要酶降解系统才能完全分解木聚糖。这些酶包括主链降解酶内切β-1，4-木聚糖酶(EC 3.2.1.8)和β-木糖苷酶(EC 3.2.1.37)；侧链降解酶α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3.2.1.55)，α-葡糖醛酸糖苷酶(EC 3.2.1.139)和乙酰木聚糖酯酶(EC 3.1.1.72)(Q.K.Beg，M.Kapoor，L. Mahajan和G.S.Hoondal.微生物木聚糖酶及其工业应用综述，应用微生物学生物技术(2001)56326-338)。在这些酶当中，内切β-1，4-木聚糖酶对木聚糖降解起主要作用。内切木聚糖酶是随机裂解组成木聚糖主链的木糖残基之间β(1-4)键的酶，是主要在植物初生和次生细胞壁中发现的一种半纤维素的优势形式。许多现有技术如US 5,948,667(于1999年9月7日公布)，US6,300,114(于2001年10月9日取得专利权)，US 5,824,533(于1998年10月20日取得专利权)及WO 93/25693(于1993年12月23日公布)等，已经揭示了多种木聚糖酶及其应用。木聚糖酶的已知应用也非常多，例如已经揭示了用木聚糖酶(连同纤维素酶一起)处理草料以提高产酸率，从而保证更好品质的青贮饲料及随之改良反刍动物对植物细胞壁的消化率。木聚糖酶可以用于处理黑麦及具有高阿拉伯木聚糖含量的其它谷类，以改良家禽和猪对谷类的消化能力。木聚糖酶可以用于生物转化中，将木聚糖水解为可以作为微生物的生长底物的木寡糖和木糖，这一过程可涉及同时糖化和发酵。木聚糖酶可以用于生物制浆中处理纤维素浆，以除去木聚糖杂质或生产具有不同特性的纸浆。在一些情况中，木聚糖酶可用于减少漂白纸浆所需氯的量及减少精制纸浆所需能量。另外，木聚糖酶在浸解亚麻纤维，澄清果汁，制备用作食物增稠剂的葡聚糖及从植物原料中生产液汁方面也是有用的。可商购的木聚糖酶及其活性和用途见于“Q.K.Beg，M.Kapoor，L.Mahajan和G.S.Hoondal，微生物木聚糖酶及其工业应用综述，应用微生物学生物技术(2001)56326-338”。特别地，据报道用木聚糖酶预处理未漂白的牛皮纸浆可以减少用于漂白程序的化学品的消耗量。现有
还揭示了木聚糖酶预处理可用于与由Cl2，ClO2，H2O2和O3组成的漂白顺序组合。经这种木聚糖酶处理后的纸浆的可漂白性更好所导致的直接结果是漂白所用化学品的消耗量降低，当使用含氯的化学品时，这种消耗量降低可以减少对环境有害的有机氯化合物的形成。经这种木聚糖酶处理后纸浆的可漂白性更好的另一个直接结果是可以生产具有良好亮度的产品，这种亮度以别的方式(如使用过氧化物全无氯(TCF)漂白)难以达到。因为木聚糖酶的底物特异性，所以纤维素纤维不受伤害，且产物的强度性质在可接受限度内。然而，这不是简单地仅仅加入木聚糖酶处理步骤即可。设计用于纸浆漂白的大多数商购木聚糖酶不是非常耐热，当使用中性或碱性pH条件时尤其如此。实际上，木聚糖酶在温度高于60℃时通常失效或失活。因此，WO 9325693中特别揭示的重组木聚糖酶不能满足纸浆和造纸业的需求，该酶衍生自Neocallimastix patriciarum，被称为XYLA，具有5980U/mg的比活性。在碱性pH下有活性的木聚糖酶可以减少在木聚糖酶处理之前酸化纸浆的需求。另外，许多现代牛皮纸蒸煮和漂白程序的温度相对较高，在50℃以上，这对许多商购的漂白酶均不适合。因此，需要在碱性pH稳定的耐热木聚糖酶制品，以用于木浆漂白程序中。为获得耐热木聚糖酶，US 6,300,114生产了源自丝状真菌中放射菌如曲霉属或木霉属的蛋白质。反刍动物由于其消化纤维性植物原料的能力而得到赞扬。反刍动物自身不产生纤维降解酶，但它们携带可以消化纤维以支持宿主生存的细菌、真菌和原生动物(Russell，J.B.和J.L.Rychlik.2001，改变瘤胃微生物生态学的因素，科学2921119-22)。瘤胃生态学系统包括根据反刍动物环境的剧烈选择压力而确定的不同种群的厌氧细菌、真菌和原生动物。瘤胃微生物通常成为高活性纤维降解作用的资源。迄今为止，有许多纤维降解基因分离自瘤胃(Selinger，B.L.，C.W.Forsberg和K.J.Cheng，瘤胃增强家畜生产力的酶的唯一来源，厌氧性生物2263-284(1996))。然而迄今为止，分离自瘤胃的木聚糖酶相关基因均是通过首先构建cDNA基因数据库然后筛选包含于其中的具有木聚糖相关碱基的基因而获得(Durand，R.，C.Rascle和M.Fevre，瘤胃厌氧真菌Neocallimastix frontalis的内切木聚糖酶多基因家族的一个成员xyn3的分子鉴定，Curr Genet，第30卷第6期(1996)pp 531-540)。通过这种已知方法，分离自反刍动物真菌的木聚糖酶基因序列没有内含子。总之，这种已知方法非常耗时且效率低下。本专利技术不用构建所述cDNA基因数据库，而是直接使用来自反刍动物真菌的DNA作为模板，采用合适的特异性引物进行PCR。在这种方式中，可以快速获得木聚糖酶基因序列。另外，由用这种方式获得的基因序列表达的一些新木聚糖酶在高温和碱性反应条件下活性非常强，而且具有高比活。这些新重组木聚糖酶可以由原核或真核表达系统产生。本文所引用的所有参考文献在此均并入作为参考文献。
技术实现思路
本专利技术涉及重组木聚糖酶，其通过使用合适的引物进行聚合酶链反应(PCR)而衍生自瘤胃微生物优选厌氧真菌如Neocallimastixfrontalis和N.patriciarum。与现有技术揭示的那些木聚糖酶相比，本专利技术的木聚糖酶耐热及耐碱性pH，并具有显著的高比活(specificactivity)。尤其SEQ ID NO.26所示Xynsk1-9E在70℃、pH6条件下，在1％燕麦斯卑尔脱小麦(oat spelt)木聚糖底物中反应3分钟后呈现最高的比活，10371.04U/mg蛋白。本专利技术的木聚糖酶与许多已知的木聚糖酶相反，对羧甲基纤维素和大麦β-葡聚糖没有明显的残余活性。前一性质在纸浆和造纸业中特别有用，因为所述酶可以从植物纤维中除去木聚糖及分离出木质素而不破坏纤维素纤维。本专利技术的再一目的是提供包含编码本专利技术木聚糖酶的DNA序列的重组载体。优选地，所述木聚糖酶衍生自Neocallimastix frontalis或N.patriciarum。相应基因优选置于由所述载体提供的一些控制序列如启动子序列(其与相应基因整合)控制下(即可操纵地连接)。如果需要，这种控制序列可以作为插入基因座的结果而由宿主染色体提供。表达载体上的表达控制序列根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：许瑞祥，黄雅惠，
申请(专利权)人：前卫生物科技开发股份有限公司，育德生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。