[发明专利]葡萄糖氧化酶突变基因及其表达和应用

说明书

技术领域

本发明涉及葡萄糖氧化酶基因，尤其涉及密码子优化后的葡萄糖氧化酶突变基因，本发明还涉及该葡萄糖氧化酶突变基因在制备葡萄糖氧化酶中的应用，属于葡萄糖氧化酶的制备领域。

背景技术

葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase，简称GOD)学名为β-D-葡萄糖氧化还原酶(EC1.1.3.4)，它能专一地将β-D-葡萄糖氧化成葡萄糖酸和过氧化氢(Pluschkell S，Hellmuth K and Rinas U，Kinetics of glucose oxidase excretion by recombinant Aspergillus niger.Biotechnology and bioengineering，1996，51：215-220.)。GOD广泛应用于食品、饲料、医药等许多相关领域(Bankar SB，Bule MV，Singhal RS，et al.，Glucose oxidase-An overview.Biotechnol Adv，2009)。

GOD在食品工业中主要作用在于除葡萄糖、除氧、形成过氧化氢、形成葡萄糖酸四个方面。目前，许多国家已将GOD作为公认的安全抗氧剂而广泛应用于各种食品和食品加工工艺中，例如：用于酒类除氧、蛋白脱糖、食品包装、果蔬及制品的保鲜等(Malherbe D，Du Toit M，Cordero Otero R，et al.，Expression of the Aspergillus niger glucose oxidase gene in Saccharomyces cerevisiae and its potential applications in wine production.)。

GOD还可作为绿色面粉改良剂及添加剂逐渐替代化学添加剂在面粉及制品的改良行业中发挥重要作用。溴酸钾在焙烤业中已有八十多年的应用历史，它作为氧化剂成功地赋予焙烤制品所必需的面筋强度及弹性，但是溴酸钾对人体具有很大的危害作用，所以有必要寻找一种安全的、可以替代溴酸钾功能的添加剂。葡萄糖氧化酶在氧化过程中产生的过氧化氢能够氧化面筋蛋白中的巯基，形成二硫键，进而改善面团的网络结果，增强了面团弹性。能够起到化学添加剂(溴酸钾等)相同的效果，同时避免了化学添加剂对人体造成的损害。目前已经在小麦粉和玉米粉中通过添加葡萄糖氧化酶而提高了面粉的筋力，改善了面包等食品的手感和形状，提高了产品质量(中国专利申请公开号：CN 1748515A；发明名称：一种含有葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的抗冻发酵冷冻面团及其生产方法)。

在医药方面，GOD作为试剂盒、酶电极等用于血清(浆)、尿液及脑脊液中葡萄糖的体外定量分析；GOD制成的酶制剂还可用于除去或缓解牙斑、牙垢和龋齿的形成防止口腔疾病和牙病的发生。此外，由于可以催化生成H₂O₂，还可用于对H₂O₂敏感的淋巴瘤的导向目标的治疗(Vodopivec M，Berovi M，Jan ar J，et al.，Application of Convective Interaction Media disks with immobilised glucose oxidase for on-line glucose measurements.Analytica Chimica Acta，2000，407：105-110.)。

近几年，GOD作为一种新型的酶饲料添加剂，已被农业部列为12种允许使用的饲料酶制剂添加剂之一开始在畜牧、饲料行业上应用。在饲料中添加葡萄糖氧化酶能够清除牲畜肠道上皮细胞大量自由基，保护肠道上皮细胞的完整。葡萄糖氧化酶通过不断的催化葡萄糖生成葡萄糖酸，降低胃肠道的pH值，偏酸性环境有利于益生菌的生长增殖，从而抑制了病原微生物的存活，提高了牲畜的自身免疫力。除此之外，由于葡萄糖氧化酶在氧化葡萄糖过程中会产生过氧化氢，当过氧化氢积累到一定浓度时，可以抑制大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、葡萄球菌、弧菌等病原菌的生长繁殖，并且这种抑菌作用不会产生菌体抗药性。随着葡萄糖氧化酶制备提纯工艺的不断发展完善，使用成本的不断降低，葡萄糖氧化酶将在饲料行业中发挥越来越重要的作用(李焰，葡萄糖氧化酶饲养肉鸡效果试验.龙岩师专学报，2004，22：77-78.)。