[发明专利]一株过表达β-葡萄糖苷酶的斜卧青霉工程菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物工程领域；具体地说，本发明涉及一株过表达β-葡萄糖苷酶的斜卧青霉工程菌，及其在生产β-葡萄糖苷酶及降解纤维素中的应用。

背景技术

β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase，E.C.3.2.1.21)，又名纤维二糖酶(cellobiase)，是纤维素降解过程中的重要酶组分。β-葡萄糖苷酶对于纤维素糖化水解具有关键性作用，它能够降解纤维二糖，解除纤维二糖过量积累对纤维二糖水解酶和内切葡聚糖酶产生的反馈抑制作用，提高整个纤维素酶系降解纤维素底物的效率。但对产纤维素酶丝状真菌的纤维素酶系组分分析表明，β-葡萄糖苷酶在纤维素酶系中所占比例很低，这种低的β-葡萄糖苷酶含量使其成为真菌纤维素酶系降解纤维素成为单糖的限速步骤(Markku Saloheimo，Juha Kuja-Panula，Ylosmaki，Michael Ward，and Merja Penttila(2002).Enzymatic Properties and IntracellularLocalization of the Novel Trichoderma reeseiβ-Glucosidase BGLII(Cell A).Applied andEnvironmental Microbiology，68(9)：4546-4553)。

除被应用于生物质转化过程，由于具有转糖基作用，β-葡萄糖苷酶还被广泛的应用于食品和制药行业。例如，β-葡萄糖苷酶在酒的香味增强上起到很重要的作用，并被应用于葡萄酒香味提升(C.Lasanta，I.Caro，L.Perez(2009).β-glucosidase immobilization on ionexchange resins for using as aromatic enhancement of wines.Chemical Engineering Transactions，Vol.17：897-902)；对于心脏病和癌症有治疗作用的异黄酮可以由β-葡萄糖苷酶催化异黄酮苷产生(Chunzhi Zhang，Hongshan Yu，Mingchun Lu，Jing Li and Fengxie Jin(2005).Enzymicsynthesis of salidroside：Purification and characterization of salidrosidase from Aspergillas niger.Process Biochemistry，40(9)：3143-3147)。

斜卧青霉(Penicillium decumbens)具有较强的纤维素酶生产能力，但是现有的生产方法中其β-葡萄糖苷酶产量并不能满足需求，且其纤维素酶系中的较低的β-葡萄糖苷酶含量仍是限制斜卧青霉(Penicillium decumbens)降解纤维素的关键因素。有目的的通过过表达β-葡萄糖苷酶构建工程菌有望克服上述的缺陷，然而，检索结果还未见有相关工作的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一株能够高产β-葡萄糖苷酶的斜卧青霉工程菌及其在产β-葡萄糖苷酶和降解纤维素中的应用。

本发明所述过表达β-葡萄糖苷酶的斜卧青霉工程菌，其特征在于：所述菌株含有瑞氏木霉的β-葡萄糖苷酶I(bgl1)cDNA基因，其命名为斜卧青霉(Penicillium decumbens)Gi31-2，已于2010月5日7日保藏于“中国典型培养物保藏中心”，保藏号为CCTCC M2010111。

上述斜卧青霉工程菌的特征为：含有瑞氏木霉bgl1cDNA基因过表达载体pTBG-1，该工程菌株的β-葡萄糖苷酶活力最高达到3.47IU/ml，是出发菌株(1.20IU/ml)的2.90倍(见图5)；最高滤纸酶活为3.32IU/ml，是出发菌株(2.71IU/ml)的1.23倍(见图7)。其菌落形态小而均匀，质地紧密，呈毛毡状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取；在麸皮培养基上划线培养，菌丝体为初期白色，呈不扩散式蔓延，培养4天左右，菌丝体表面出现淡粉色孢子，继续培养，孢子颜色逐渐加深为粉色，深红色(图8)。