一种α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶及其应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程技术领域，具体涉及一种α

【技术实现步骤摘要】
一种
α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶及其应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，具体涉及一种阿拉伯呋喃糖苷酶的基因优化及其在毕赤酵母中的高效表达方法。

技术介绍

[0002]在农作物加工过程中产生大量的副产物，比如米糠、麦麸和玉米皮等，这些植物纤维结构复杂，使用糖苷水解酶来降解其中的多糖效率不高。同时在畜牧养殖的过程中，由于许多谷物副产物中多糖的复杂侧链结构，很少有酶能有效的将其降解，因此阻碍了饲料中营养成分的释放。
[0003]木聚糖是一种重要的半纤维素，其主链由D
‑
吡喃木糖木糖以β
‑
1，4
‑
糖苷键连接而成，大量阿拉伯糖、葡萄糖醛酸和阿魏酸酯基等取代基构成了侧链。这些侧链的存在严重影响了木聚糖酶等主链酶发挥作用。由于结构的复杂性，木聚糖的彻底降解需要多种酶的参与，其中木聚糖酶作为主酶以内切的方式作用于木聚糖的主链，阿拉伯呋喃糖昔酶是侧链降解酶之一，并对主链的降解起到重要的促进作用。
[0004]α
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L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶根据其氨基酸序列不同，可以分成GH3、10、43、51、54和62等几个家族。细菌、真菌和植物均能产生α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶，不同来源的α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶在酶学性质上存在差别。细菌来源的α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶在偏中性条件下具有最佳催化活性，而真菌来源的酶在酸性环境下催化活性高，最适催化pH为4.5～5.5。不同来源酶的最适催化反应温度差异也很大，一般介于40～70℃之间。
[0005]α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶具有多种重要的工业用途。在饲料工业中，麦类饲料中含有较多的阿拉伯木聚糖，这种木聚糖具有抗营养作用，增加食糜的粘度，不利于动物对营养物质的消化和吸收。目前单一酶的使用具有一定的局限性，因而主链酶和侧链酶协同配合已经是目前研究的热点。例如只使用木聚糖酶不能对玉米糖类的支链结构进行有效降解。而当阿拉伯呋喃糖苷酶和木聚糖酶同时作用于阿拉伯木聚糖时，首先侧链的阿拉伯糖快速被降解释放，然后木聚糖酶才与主链木聚糖作用释放木糖；阿拉伯糖的移除给木聚糖酶提供了作用位点，同时也增加了底物的溶解性。
[0006]阿拉伯呋喃糖苷酶还被广泛应用于食品行业，可作为一种低摄入量的甜味剂，能够替代传统的蔗糖，适用于老年人和高血糖患者食用。阿拉伯呋喃糖苷酶能阻断人体对蔗糖的吸收，在减肥和控制糖尿病方面应用前景广阔。阿拉伯呋喃糖苷酶在酿酒工业也发挥着一定的作用，啤酒酿造时加入阿拉伯呋喃糖苷酶可以提高木聚糖的降解效率和麦芽汁的过滤速度。
[0007]阿拉伯呋喃糖苷酶还能增加酿酒过程中萜烯醇的浓度，进而提高酒的香味。同时阿拉伯呋喃糖苷酶能去除阿拉伯糖侧链，将阿拉伯聚糖水解成短链的可溶性物质，增加果汁的澄清度，因此被广泛应用于果汁生产工业。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种新的α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶。具体地，编码所述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0009]本专利技术所提供的α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0010]本专利技术所提供的新型α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶的最适pH为2.0
‑
7.0。
[0011]本专利技术还请求保护含有上述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶的生物材料，所述生物材料为表达盒、载体、工程菌。
[0012]根据本领域技术人员的理解，本专利技术还请求保护上述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶或上述的生物材料在酿酒或饲料加工中的应用。
[0013]以及上述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶或上述的生物材料在提高植物纤维降解效率中的应用。
[0014]在本专利技术所提供的应用中，采用α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶对植物纤维进行降解。
[0015]在本专利技术所提供的应用中，采用金属离子Ca
2+
、Zn
2+
、Mn
2+
、K
+
和所述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶对植物纤维进行降解。
[0016]在本专利技术所提供的应用中，所述植物纤维为酒糟、玉米皮和/或麸皮。
[0017]本专利技术还请求保护一种饲料或饲料添加剂，所述饲料或饲料添加剂中含有上述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶或上述的生物材料。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术提供的α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶是从泡盛曲霉中得到的，其最适pH为5.0，最适温度为50℃，具有良好的金属离子抗性，并在胃蛋白酶和胰蛋白酶处理后仍有较高的活性，同时该酶对高浓度的L
‑
阿拉伯糖和D
‑
木糖具有较好的耐受性。这些特性利于其在食品和饲料工业上的应用，具有一定的应用前景。
[0020](1)本专利技术所提供的重组α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶，最适催化温度为50℃，最适pH为5.0且pH的稳定性较好，在pH 2.0
‑
7.0之间保持了较高的相对活性；并且本专利技术所提供的Ca
2+
、Zn
2+
、Mn
2+
、K
+
等金属离子可以促进酶活性，其中硫酸铵处理后酶活力约142.26％。
[0021](2)本专利技术所提供的重组α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶，对较高浓度的阿拉伯糖和木糖具有较好的耐受性，表明该酶不易受到酶促反应产物的反馈抑制，在半纤维素水解应用中具有强大的潜力。
[0022](3)本专利技术所提供的重组α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶，在胃蛋白酶处理80min后仍有61.32％活性，胰蛋白酶处理80min后仍有52.95％酶活力，说明该酶对胃蛋白酶和胰蛋白酶具有较好的耐受性，可以动物体内仍可以具备一定的活性，在饲料应用中具有一定的发展前景。
[0023](4)本专利技术所提供的重组α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶，降解DDGS、玉米皮和麸皮时，可以打破底物木聚糖侧链的一部分糖苷键并释放一定量的还原糖，具有较好的酶解效果，应用前景广阔。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷酶，其特征在于，编码所述α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。2.根据权利要求1所述的α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶，其特征在于，所述α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求2所述的α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶，其特征在于，所述α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶的最适pH为2.0
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7.0。4.含有权利要求1所述的α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷酶的生物材料，其特征在于，所述生物材料为表达盒、载体、工程菌。5.权利要求1所述α
‑
L
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁建敏，曹云鹤，李春玥，曹恒，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：