木聚糖酶突变体及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种木聚糖酶突变体，该木聚糖酶突变体是基于亲本瘤胃真菌Neocallimastix patriciarum的木聚糖酶(xynCDBFV)基因(Genebank:KP691331.1)进行突变，相对于氨基酸序列SEQ ID NO:1所示的亲本木聚糖酶进行取代所得。本发明专利技术的木聚糖酶突变体与SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶相比，其耐酸稳定性和低pH比酶活有了显著的提升，有利于该酶的工业化应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
木聚糖酶突变体及其应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，特别是涉及一种耐酸性的木聚糖酶突变体，其编码基因和应用。

技术介绍

[0002]木聚糖酶(EC 3.2.1.8)是将半纤维素中的木聚糖降解为低聚木糖和木糖的一组复合酶系，起主要作用的是β
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1,4
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内切木聚糖酶。木聚糖酶广泛应用于饲料行业、食品行业、造纸行业等领域。作为饲用酶制剂，木聚糖酶可以有效降解饲料中的木聚糖，降解抗营养物质和降低饲料黏度，提高饲料利用效率。在动物的饲料消化过程中，先经过胃进行预处理，再到肠道进行消化吸收。胃部是酸性环境，pH2.5
‑
3.5，普通木聚糖酶很容易失活，导致酶制剂到达肠道时已无法发挥酶解作用，因此木聚糖酶需要具备良好的耐酸性才能更好的发挥酶解作用。
[0003]目前市场上销售的基本都是中性木聚糖酶，在pH5.0
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7.0之间具有较高酶活，但在低pH条件下(pH2.5
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3.5)酶活较低，且不耐酸，容易失活，应用受到限制。酸性木聚糖酶是一类能够在酸性条件下保持较高酶活性和稳定性的木聚糖酶，但是天然的酸性木聚糖酶数量较少，且酶活不高，工业应用的研发周期长和使用成本非常高。目前，已有一种酸性木聚糖酶XYL10A，然而，该酸性木聚糖酶XYL10A在最适pH2.4附近的酶活性与最高酶活相差较大，揭示了该木聚糖酶仅在很窄的pH范围能具有高酶活，限制了使用的环境。
[0004]饲料生产时，酶制剂与饲料混匀后要经过高温造粒，在此过程中酶易变性失活，因此开发耐热的酸性木聚糖酶有利于其在饲料行业的应用。目前市场上大多数木聚糖酶反应温度在70℃
‑
80℃时，酶活已经降到20％
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30％，甚至更低。
[0005]因此，筛选出耐酸耐热的木聚糖酶，对降低目前饲用木聚糖酶的生产成本，提高其利用效率具有重要的意义。同时，对于适合在酸性条件下使用的如食品加工、医药等行业中，也具有重要意义。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术有必要提供一种木聚糖酶突变体及其工业应用。与已有的木聚糖酶相比，该木聚糖酶突变体具有更高的耐酸性和低pH酶活，使其符合食品、饲料和医药等工业的应用条件。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种木聚糖酶突变体，所述木聚糖酶突变体的氨基酸序列相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶进行如下突变中的一种或多种：K15E、V16I、K83E、F120S、N128S、D171R、G201S和D225G。
[0009]一种核酸分子，包含如下(a)和(b)中的一个或者多个所示的核苷酸片段：
[0010](a)编码上述任一项所述木聚糖酶突变体的核苷酸片段；
[0011](b)由与a)完全互补的核苷酸片段。
[0012]一种重组表达载体，包含所述的核酸分子。
[0013]一种宿主细胞，包含所述的核酸分子或所述的重组表达载体。
[0014]一种制备耐酸性木聚糖酶突变体的方法，所述方法包括如下步骤：
[0015]培养上述的宿主细胞；
[0016]诱导所述宿主细胞表达所述木聚糖酶突变体。
[0017]所述的木聚糖酶突变体作为木聚糖降解酶使用；和/或，在制备和/或加工食物、饲料、营养添加剂、纺织品、洗涤剂、纸和药物中的应用。
[0018]与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
[0019]本专利技术提供的木聚糖酶突变体，与SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶相比，其耐酸稳定性和低pH比酶活有了显著的提升，有利于该酶的工业化应用。
附图说明
[0020]图1显示本专利技术获得的突变体与亲本木聚糖酶的最适反应pH；
[0021]图2显示本专利技术获得的突变体与亲本木聚糖酶的热稳定性。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0024]本专利技术一实施方式提供了一种木聚糖酶突变体，基于亲本瘤胃真菌Neocallimastix patriciarum的木聚糖酶(xynCDBFV)基因(Genebank:KP691331.1)进行多次突变和高通量筛选获得的耐酸稳定性和低pH比酶活提高的木聚糖酶突变体，其氨基酸序列相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶进行如下突变中的一种或多种：K15E、V16I、K83E、F120S、N128S、D171R、G201S和D225G。该木聚糖酶突变体具有木聚糖酶活性，包括但不限于具有水解酶活性，例如能够水解木聚糖中存在的糖苷键，如催化水解内β
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1，4
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木糖苷键；并且在pH3.0的环境下，比SEQ ID NO：1所示的木聚糖酶具有更高的酶活。
[0025]在一个具体示例中，木聚糖酶突变体的氨基酸序列相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶进行如下突变中的一种或两种：K15E、V16I、K83E、F120S、N128S、D171R、G201S和D225G。需要说明的是，“K15E”突变，表示SEQ ID NO：1所示的氨基酸中第15位氨基酸由K(赖氨酸)突变为E(谷氨酸)。“F120S和K15E”两点突变，表示SEQ ID NO：1所示的氨基酸中第15位氨基酸由K(赖氨酸)突变为E(谷氨酸)，以及第120位氨基酸由F(苯丙氨酸)突变为S(丝氨酸)。其他类似处同理。
[0026]在一个优选的具体示例中，相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶，本专利技术的木聚糖酶突变体含有以下突变：K15E；或V16I；或K83E；或F120S；或N128S；或D171R；或G201S。本专利技术的上述单点突变的木聚糖酶突变体的耐酸稳定性和低pH比酶活要明显优于亲本木
聚糖酶。
[0027]在一个优选的具体示例中，相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶，本专利技术的木聚糖酶突变体含有以下突变：K15E+V16I；或K15E+K83E；或K15E+F120S；或K15E+N128S；或K15E+D171R；或K15E+G201S；或K15E+D225G；或V16I+K83E；或V16I+F120S；或V16I+N128S；或V16I+D171R；或V16I+G201S；或V16I+D225G；或K83E+F120S；或K83E+N128S；或K83E+D171R；或K83E+G201S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木聚糖酶突变体，其特征在于，所述木聚糖酶突变体的氨基酸序列相对于SEQ IDNO：1所示的木聚糖酶进行如下突变中的一种或多种：K15E、V16I、K83E、F120S、N128S、D171R、G201S和D225G。2.根据权利要求1所述的木聚糖酶突变体，其特征在于，所述木聚糖酶突变体的氨基酸序列相对于SEQ ID NO：1所示的亲本木聚糖酶进行如下突变中的一种或两种：K15E、V16I、K83E、F120S、N128S、D171R、G201S和D225G。3.根据权利要求1或2所述的木聚糖酶突变体，其特征在于，所述木聚糖酶突变体的氨基酸序列包括如下序列中的一种：SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4、SEQ IDNO：5、SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：16。...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伟凡，李阳源，唐雪梅，邓智远，容晓燕，陈文广，刘金山，邓敬阳，苏俭鏹，
申请(专利权)人：广东溢多利生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：