提高木聚糖酶活性的方法和木聚糖酶及其应用与流程

本公开涉及生物，具体地，涉及一种提高木聚糖酶活性的方法、一种具有木聚糖酶活性的蛋白、编码该蛋白的基因、插入有该基因的重组载体、转化有该基因的转化体、制备木聚糖酶的方法和木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用。

背景技术：

1、木聚糖是一种广泛存在于植物细胞壁中的异质多糖，是构成植物细胞壁中的半纤维素的主要成分之一。广义上将能降解木聚糖为低聚木糖或木糖的一类水解酶系称为木聚糖酶，主要包括β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶等。木聚糖酶在很多行业都有广泛的应用，包括面团制造、纸浆漂白、动物饲料消化，还可以用于药物载体以及化妆品添加剂等。

2、目前报道的木聚糖酶大多来自真菌或细菌，它们在40~60℃、中性或微酸性的条件下具有最高活性，因此这些木聚糖酶在工业中广受欢迎。

3、但是，这些木聚糖酶在低温面团发酵、水产饲料等生产中，在15~30℃的中低温场景中难以具有稳定酶活，有些木聚糖酶甚至丧失活性，难以满足生产应用需求。

技术实现思路

1、为了进一步满足实际应用的需求，本公开提供了一种提高木聚糖酶活性的方法、一种具有木聚糖酶活性的蛋白、编码该蛋白的基因、插入有该基因的重组载体、转化有该基因的转化体、制备木聚糖酶的方法和木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种提高木聚糖酶活性的方法，该方法包括将野生型木聚糖酶的待突变氨基酸残基中的一个进行突变改造，所述野生型木聚糖酶的氨基酸序列如seq id no.2所示，所述待突变氨基酸残基为第106位赖氨酸残基；所述突变改造为氨基酸残基的取代；所述突变改造包括：将第106位赖氨酸残基突变为缬氨酸残基。

3、本公开第二方面提供一种具有木聚糖酶活性的蛋白，所述蛋白为如seq id no.2所示的野生型木聚糖酶的氨基酸序列经过取代1个氨基酸衍生的蛋白；并且，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.1所示。

4、本公开第三方面提供编码第二方面所述蛋白的基因，所述基因是核苷酸序列为seq id no.3所示的dna分子。

5、本公开第四方面提供一种重组载体，所述重组载体是重组表达载体，所述重组载体插入有第三方面所述的基因。

6、可选地，所述重组载体的核苷酸序列如seq id no.4所示。

7、本公开第五方面提供一种转化体，所述转化体的宿主为基因工程菌；所述转化体中导入的基因包括第三方面所述的基因，或者，所述转化体中导入的重组载体包括第四方面所述的重组载体。

8、本公开第六方面提供一种制备木聚糖酶的方法，所述方法包括：将第五方面所述的转化体接种于培养基中进行培养，得到培养后的物料。

9、本公开第七方面一种木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用，所述木聚糖酶含有第二方面所述的蛋白。

10、可选地，包括如下方法：将木聚糖化合物与所述木聚糖酶在酶促反应条件下接触；所述酶促反应的条件包括：温度为10-30℃，ph值为5-8，时间为5-60min；所述木聚糖化合物为阿拉伯木聚糖和/或山毛榉木聚糖。

11、通过上述技术方案，本公开提供了一种提高木聚糖酶活性的方法、一种具有木聚糖酶活性的蛋白、编码该蛋白的基因、插入有该基因的重组载体、转化有该基因的转化体、制备木聚糖酶的方法和木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用。本公开实现了对木聚糖酶进行关键位点的氨基酸优化，使本公开的具有木聚糖酶活性的蛋白具有良好的低温适应性，可以在10-30℃的温度下催化木聚糖的降解，为改善木聚糖酶在食品、饲料、造纸、洗涤剂、医药等工业化生产和水产养殖的领域中的应用效果奠定了基础。

12、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种提高木聚糖酶活性的方法，该方法包括将野生型木聚糖酶的待突变氨基酸残基中的一个进行突变改造，其特征在于，所述野生型木聚糖酶的氨基酸序列如seq id no.2所示，所述待突变氨基酸残基为第106位赖氨酸残基；所述突变改造为氨基酸残基的取代；

2.一种具有木聚糖酶活性的蛋白，其特征在于，所述蛋白为如seq id no.2所示的野生型木聚糖酶的氨基酸序列经过取代1个氨基酸衍生的蛋白；并且，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no.1所示。

3.编码权利要求2所述蛋白的基因，其特征在于，所述基因是核苷酸序列为seq idno.3所示的dna分子。

4.一种重组载体，其特征在于，所述重组载体是重组表达载体，所述重组载体插入有权利要求3所述的基因。

5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体的核苷酸序列如seq idno.4所示。

6.一种转化体，其特征在于，所述转化体的宿主为基因工程菌；所述转化体中导入的基因包括权利要求3所述的基因，或者，所述转化体中导入的重组载体包括权利要求4或5所述的重组载体。

7.一种制备木聚糖酶的方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求6所述的转化体接种于培养基中进行培养，得到培养后的物料。

8.一种木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用，其特征在于，所述木聚糖酶含有权利要求2所述的蛋白。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下方法：将木聚糖化合物与所述木聚糖酶在酶促反应条件下接触；

技术总结
本公开涉及生物技术领域，具体地涉及提高木聚糖酶活性的方法和木聚糖酶及其应用，更具体地，涉及一种提高木聚糖酶活性的方法、一种具有木聚糖酶活性的蛋白、编码该蛋白的基因、插入有该基因的重组载体、转化有该基因的转化体、制备木聚糖酶的方法和木聚糖酶在低温催化木聚糖化合物降解中的应用。本公开实现了对木聚糖酶进行关键位点的氨基酸优化，为改善木聚糖酶在食品、饲料、造纸、洗涤剂、医药等工业化生产和水产养殖的领域中的应用效果奠定了基础。

技术研发人员：徐柯,杨洵,曾慧玲,郑星,林敏,王劲,周正富
受保护的技术使用者：金堂佰信维科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29