[发明专利]一种中温β-葡萄糖苷酶BglA1及其基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种中温β-葡萄糖苷酶BglA1及其基因和应用。

背景技术

生物质的再生和降解是自然界中一个重要的环节，自然界中每年大约有15％的总碳通过植物被固定，其中50％的固定碳形成了结构多糖和木质素，通常将这一部分称为木质纤维素。木质纤维素是植物通过光合作用产生的地球上最丰富的生物质。结构上，木质纤维素是由木质素、纤维素和半纤维素构成的高分子复合物。纤维素大约占细胞干重的40～45％，其结构由葡萄糖通过β-1，4-糖苷键连接而成的线状结构分子(Martinez AT，Ruiz-Duenas FJ，Martinez MJ，et al.(2009)Enzymatic delignification of plant cell wall：from nature to mill.Curr Opin Biotechnol，20：348-357.)。

纤维素的降解是三类酶协同作用的结果，包括：内切纤维素酶(endo-1，4-β-D-glucanase，EC 3.2.1.4，简称EG)，这类酶首先作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解β-1，4-糖苷键，将长链纤维素分子切割产生大量带非还原性末端的小分子纤维素；外切纤维素酶(exo-1，4-β-D-glucanase或cellobiohydrolase，EC3.2.1.91，简称CBH)，这类酶作用于纤维素线状分子末端，水解β-1，4糖苷键，每次降解产生一个纤维二糖分子；β-葡糖苷酶(β-D-glucosidase，EC 3.2.1.21，简称BG)，这类酶作用于纤维二糖或纤维寡糖的非还原端，产生葡萄糖分子(Sánchez，C.(2009).Lignocellulosic residues：biodegradation and bioconversion by fungi.Biotechnology Advances 27(2)：185-194.)。其中BG通常不直接作用于纤维素，但是它可以降解对纤维素降解起抑制作用的纤维二糖，所以它是快速降解纤维素过程中所必须的酶类。根据氨基酸序列相似性，它主要分为三个家族：GH1包括β-glucosidases和phospho-β-glucosidases；GH9(β-glucosidases)主要来自于细菌，植物和哺乳动物)，还有GH3(β-glucosidase)主要来自酵母，霉菌和瘤胃细菌(Henrissat，B.A.(1991)classification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarities.Biochem J，280：309-316.)。

β-葡萄糖苷酶有着广泛的应用，例如：在食品工业，β-葡萄糖苷酶能改良果汁风味，β-葡萄糖苷酶的水解可以释放出其中潜在的芳香成分，从而可以增加植物芳香物质的提取量，对于天然香精香料工业有着重要意义。在生物能源工业，纤维素转化为葡萄糖过程中β-葡萄糖苷酶起到关键作用，对纤维素的有效降解的决定因素。在医学方面，β-葡萄糖苷酶在某些疾病的诊断、治疗起到重要作用。另外，利用β-葡萄糖苷酶的转糖苷活性，可用于生产日化工业的非离子表面活性剂烷基糖苷(潘利华，罗建平(2006)“β-葡萄糖苷酶的研究及应用进展”《食品科学》12，803-806)

目前工业上应用的是来源于木霉属的葡萄糖苷酶，但其热稳定性较差，不能满足长时间的中高温工业处理，因此获得新型具有良好耐热性的β-葡萄糖苷酶的研究具有重大意义。克隆和分离具有中温、热稳定性好的β-葡萄糖苷酶可以更好的应用于生物能源、纺织等领域。本发明中来源于瓶霉属Phialophora sp.XH6的β-葡萄糖苷酶BglA1具有以下性质：最适pH 6.0，在pH 5～7范围内具有50％以上的酶活力，最适温度50℃，良好的热稳定性，在50℃处理2个小时酶活几乎没有损失。在低温和中温范围内具有较高酶活力的特性使其在食品和能源工业应用上具有很大的潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种中温β-葡萄糖苷酶BglA1。

本发明的再一目的是提供编码上述中温β-葡萄糖苷酶的基因BglA1。

本发明的另一目的是提供包含上述中温β-葡萄糖苷酶基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述中温β-葡萄糖苷酶基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述中温β-葡萄糖苷酶方法。

本发明的另一目的提供上述中温β-葡萄糖苷酶的应用。