一种腐质霉来源的高温酸性β-葡萄糖苷酶HiBgl3C及其基因和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种腐质霉来源的高温酸性 β -葡萄糖苷酶HiBgl3C及其基因和应用。
【背景技术】
[0002] 纤维素是多个葡萄糖残基以β-l，4-糖苷键连接而成的多聚物，其基本重复单 位为纤维二糖。纤维素的利用与转化对于解决世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问 题具有重要意义。纤维素可通过纤维素酶的作用降解为葡萄糖，后者可作为重要的工 业原料来生产酒精、丙酮等化工产品。纤维素酶是能将纤维素降解为葡萄糖的三类酶的 总称，即内切β-1，4-葡聚糖酶（ end〇-i3-l，4-glucanaSe，EC 3.2. 1.4)、外切葡聚糖酶 (exoglucanase，又称纤维二糖水解酶cellobiohydrolase，EC 3.2. 1.91)和 β-葡萄糖昔 酶（β -glucosidase，EC 3. 2. 1. 21)。这三种酶协同作用能够将纤维素转化成葡萄糖。
[0003] β-葡萄糖苷酶的分布较为广泛，特别是植物的种子和微生物中尤为普遍。对微生 物中的β-葡萄糖苷酶的研究主要在丝状真菌、酵母、细菌、链霉菌等。β-葡萄糖苷酶在生 物技术应用和生物转化方面也有很重要的应用，在纤维素水解为还原糖的过程中，依靠内 切纤维素酶、外切纤维素酶和β -葡萄糖苷酶的协同作用，然而β -葡萄糖苷酶最终把纤维 二糖解离成单个的葡萄糖分子，是整个纤维素降解过程的限速步骤，葡萄糖苷酶活力 较低就会造成纤维二糖的大量积累，积累的纤维二糖对纤维素内切和外切酶有很强烈的抑 制作用，所以葡萄糖苷酶其性质和酶活力的高低在纤维素水解的过程中决定着总体酶 活力。
[0004] 现有微生物来源的β -葡萄糖苷酶pi值大多在酸性范围内，最适的pH值一般在 3. 5~5. 5之间，可适用于较多酸性水解过程，但不能满足部分如洗涤剂、造纸和纺织工业 等的中碱性水解过程的应用需求。本发明所提供的来源于特异腐质霉的高温酸性β-葡萄 糖苷酶HiBgl3C，最适温度为60°C，最适pH为5. 5,且pH稳定性较好，可耐受碱性环境；对 大多数化学试剂、金属离子和葡萄糖都具备较好的耐受性，具备可观的在洗涤剂、生物乙醇 等多种行业的复杂环境下的应用前景。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种新的高温酸性β -葡萄糖苷酶。
[0006] 本发明的再一目的是提供编码上述葡萄糖苷酶的基因。
[0007] 本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。
[0008] 本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。
[0009] 本发明的另一目的是提供一种制备上述β -葡萄糖苷酶的基因工程方法。
[0010] 本发明的另一目的提供上述葡萄糖苷酶的应用。
[0011] 本发明从腐质霉中分离得到一种新的高温酸性葡萄糖苷酶HiBgl3C，其氨基 碱序列如SEQ ID NO. 1所示。
[0012] SEQ ID NO. 1 ：
[0013] MGIFGLALLAAAAIARAAPNCPVVPRQASGTAAWDTAYASARAAVARLSQQDKINIVTGIGWERGPCVG NTAPVNSIGYPQLCLQDGPLGIRFATGTTAFTPGVQAASTWDVDLIRQRGEYLGAEARAVGVHVLLGPVAGALGKIP HGGRNWEGFGSDPYLAGICMAETIEAIQSQGVQACAKHYIVNEQEffMRETMSSNVDDRTMHEIYLffPFADAAHSNVA SFMCSYNKINGTWACESDSVQNKLLKQELGFRGYIMSDWNAQHTTVGSANSGMDMTMPGTDFSGGNVLWGPQLNNAV NSGQVSRARLDDMATRILAAWYLVGQDKGYPQVNLRLNVQGNHKENVRAVARDGIVLLRNEGNILPLGRPSRIAVVG SGAVIGRHAQNGCQDKGCNDGALGMGWGSGSVNYPYFVAPYDAIRERASRDGTQVSLHSSDNTNGVQNVVQGADVAI VFITADSGEGYITVEGHP⑶RNHLDPWHNGNQLVQAVAAANKNTIVVVHSTGPIILETILNTPGVRAVVWAGLPSQE NGNAIVDILYGSTSPSGKLVYTIAKRPEDYGVSIVRGDDNFREGVFVDYRWFDQNNIEPRFEFGFGLSYTNFSYSGL SITSNARAGPATGPTIPGGPADLffETVATVTAQITNTGGVAGAEVAQLYLTLPPTAPPAGPRQLRGFTKLKLQPGQT GTATFKLRKRDLSYffDVGRQQffVVPSGRFTISVGASSRDIRLTGSIDV
[0014] 其中，该酶包括734个氨基酸，N端17个氨基酸为其预测的信号肽序列 "MGIFGLALLAAAAIARA"（SEQ ID NO. 3)。
[0015] 因此，成熟的β -葡萄糖苷酶HiBgl3C的理论分子量为78. 4kDa，其氨基酸序列如 SEQ ID Nd 2 所示：
[0016] APNCPVVPRQASGTAAWDTAYASARAAVARLSQQDKINIVTGIGWERGPCVGNTAPVNSIGYPQLCLQD GPLGIRFATGTTAFTPGVQAASTWDVDLIRQRGEYLGAEARAVGVHVLLGPVAGALGKIPHGGRNWEGFGSDPYLAG ICMAETIEAIQSQGVQACAKHYIVNEQEWMRETMSSNVDDRTMHEIYLWPFADAAHSNVASFMCSYNKINGTWACES DSVQNKLLKQELGFRGYIMSDWNAQHTTVGSANSGMDMTMPGTDFSGGNVLWGPQLNNAVNSGQVSRARLDDMATRI LAAWYLVGQDKGYPQVNLRLNVQGNHKENVRAVARDGIVLLRNEGNILPLGRPSRIAVVGSGAVIGRHAQNGCQDKG CNDGALGMGffGSGSVNYPYFVAPYDAIRERASRDGTQVSLHSSDNTNGVQNVVQGADVAIVFITADSGEGYITVEGH P⑶RNHLDPWHNGNQLVQAVAAANKNTIVWHSTGP11 LET ILNTPGVRAWWAGLPSQENGNAIVDILYGSTSPSG KLVYTIAKRPEDYGVSIVRGDDNFREGVFVDYRffFDQNNIEPRFEFGFGLSYTNFSYSGLSITSNARAGPATGPTIP GGPADLWETVATVTAQITNTGGVAGAEVAQLYLTLPPTAPPAGPRQLRGFTKLKLQPGQTGTATFKLRKRDLSYWDV GRQQffVVPSGRFTISVGASSRDIRLTGSIDV
[0017] 本发明提供了编码上述β -葡萄糖苷酶基因 Hibgl3C。具体地，该基因的DNA序列 如 SEQ ID NO. 4 所示：
[0018] atgggtatcttcggtctcgcattgctggccgccgcggccattgcccgggccgcgcctaactgccctgtg gtgccccgccaggcatcgggcaccgctgcttgggatacggcgtacgcctcggccagagccgccgtggcccggctttc ccagcaggacaagatcaacattgtcaccggtatcggttgggagaggggcccttgcgtcggcaacacggcgcccgtca actccatcggctatcctcagctctgcctccaggacggtcccttgggtattcgcttcgccacgggcacgaccgctttt acccccggtgttcaggcggcgtccacctgggatgttgacctgatccgccagcgtggtgagtacctgggcgcagaggc tcgtgctgtcggtgttcacgtgctgctgggtcctgtggccggcgccctcggcaagattcctcatggtggacgcaact gggagggtttcggctcggacccgtacctcgcgggtatctgcatggctgagaccatcgaggccattcagtcccagggt gtccaggcctgcgccaagcactacattgtcaacgagcaggagtggatgcgtgagacgatgagcagcaatgtcgacga ccgcaccatgcacgagatttacctgtggcccttcgccgatgccgctcactccaacgtggccagcttcatgtgcagct acaacaagatcaacggcacctgggcctgcgagagcgacagcgtccagaacaagcttcttaagcaggagctcggcttc cgcggctacatcatgagcgactggaacgcccagcacaccaccgtcggctccgccaacagcggcatggacatgaccat gcccggcaccgacttcagcggcggcaacgtgctctggggcccgcagctcaacaatgccgtcaactcgggccaggttt cgcgcgcccgtctcgacgacatggccacccgcatcctcgccgcctggtacctggtcggccaggacaagggctacccg caggtcaacctccgcctcaacgtccagggcaaccataaggagaacgtgcgcgctgtggctcgcgacggcatcgttct gctccgcaacgagggcaacatcctcccgctcggccgcccgtctcgcatcgcagtcgtcggctctggtgccgtcatcg gccgccacgcccagaacggctgccaggacaagggctgcaacgacggtgccctcggcatgggctggggctccggttcc gtcaactacccctacttcgtcgccccctatgacgccatccgcgagcgcgccagccgcgatggc