[发明专利]一种高温角质酶及其基因序列

说明书

技术领域

一种高温角质酶及其基因序列，本发明属于酶基因工程和酶工程领域。具体地说涉及一种编码嗜热子囊菌(Thermobifida fusca)高温角质酶的DNA序列及其表达。

背景技术

角质酶是一种多功能酶，能水解角质多聚物分子以及各种合成聚酯的酯键使其降解为单体和小分子寡聚体，同时也能水解各种不溶性甘油三酯和水溶性酯类。角质酶作用底物的广泛性使其在食品、化工、纺织等领域具有良好的应用前景。

纺织工业是我国的传统产业和支柱产业，在国内生产总值和外贸出口总值中占有重要比例。但我国纺织工业总体存在产业集中度不高、工艺技术装备落后和资源利用率低等问题。特别值得注意的是，纺织业是产生污染非常严重的工业，在前处理和后整理过程中，传统工艺消耗大量的水和化学品，不仅耗费资源，同时造成环境污染并破坏生态平衡，这对我国实施可持续发展战略极为不利。

从20世纪80年代开始，国外掀起了生物酶在纺织品染整加工中应用的研究热潮。我国近几年也出台一些新政策推动“绿色纺织品”和生态纺织业的发展，而纺织前处理工艺全酶化已成为实现生态纺织的重要手段。

角质酶作为纺织前处理工艺中一种重要的酶制剂，在棉织物前处理过程中的作用，主要是去除具有疏水性的棉纤维表皮层-角质层，以增加棉纤维的润湿性。近年来，角质酶在合成纤维前处理工艺中的应用成为热门，通过角质酶对PET等合成纤维疏水表面进行改性，可以很大程度地提高染整效果。将角质酶用于纤维表面的处理和改性，可取代传统的碱煮工艺，具有处理条件温和、对纤维损伤小、资源消耗低、对环境污染小等诸多优点的同时，还能显著提高纺织品加工的品质。

国外对角质酶的研究已有三十多年历史。自70年代起，从自然界中筛选到产角质酶菌种(主要为真菌)，进行野生酶分离纯化和生理生化性质研究。90年代，为深入了解角质酶的催化特性、分子机理，奠定其开发应用的理论基础，研究者构建了Fusarium solani cDNA文库，投入大量精力鉴定了该真菌角质酶的编码基因，并进行了克隆表达。随后，以实验室制备的重组酶为研究材料，广泛开展了真菌角质酶的理论和应用基础研究。分子水平的理论研究包括晶体结构解析、分子定性、催化机制等。在应用基础研究方面，研究了酶发酵提纯技术以及采用蛋白质工程技术对酶功能进行修饰，使改造后的酶适应不同的工业用途。近年来，为开发角质酶的大规模工业化生产，研究热点集中在采用不同的基因工程宿主细胞(如酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae、大肠杆菌Escherichia.coli和曲霉属Aspergillus sp.)进行高效表达，优化生产工艺，降低生产成本等方面的研究。

国内对角质酶的研究较少，只有少数几所高校开展了野生菌的筛选和摇瓶条件的优化，没有工业化生产和应用的实例。

综合国内外的研究发现，国外对角质酶的研究主要还是集中在真菌角质酶上，而对细菌角质酶的报道很少，其主要原因是：国外仍旧侧重于开发生化性质研究已很深入的真菌角质酶，对细菌角质酶的研究没有足够重视；细菌角质酶编码基因还没有被阐明，无法采用基因重组技术获得大量产品作为研究材料。但和真菌角质酶相比，细菌角质酶具有比真菌角质酶催化效率高、对环境适应能力强、以及基因工程表达技术等方面优势，因此，研究细菌角质酶具有极其重要的价值。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种高温角质酶，其具有SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。本发明的另一个目的是提供一种编码本发明的高温角质酶的DNA分子，所述的DNA分子具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

本发明的再一个目的是提供包含本发明基因的表达载体。

本发明的又一个目的是提供包含本发明表达载体的宿主细胞。

本发明的技术方案：一种高温角质酶，它具有SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。

所述的高温角质酶的基因，它具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

所述的高温角质酶基因的表达方法：由嗜热子囊菌(Thermobifida fusca)WSH03-11总DNA获得高温角质酶基因SEQ ID NO：1，角质酶基因以质粒pET20b(+)为表达载体，以E.coli BL21 Rosetta(DE3)PlysS为表达宿主，实现高温角质酶基因的高效表达；

(1)嗜热子囊菌Thermobifida fusca WSH03-11总DNA的提取。