[发明专利]一种碱性果胶酶PL-STR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，本发明涉及一种碱性果胶酶PL-STR及其基因和应用。

背景技术

果胶酶(pectinases)是能协同分解果胶质的多种酶的总称。广泛存在于植物和各种微生物(细菌、真菌和放线菌)中。由于果胶质的化学结构比较复杂，能够催化其分解的果胶酶也是种类繁多。根据分解糖苷键的反应性质或降解底物的性质可以分为：果胶水解酶(pectin hydrolases)、果胶裂解酶(pectin lyases，PL)、果胶酯酶(pectin esterases，PE)和原果胶酶(Alkorta I，et al.Process Biochem 33：21-28，1998)。按其作用最适pH分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。

果胶酶广泛应用于食品工业、饲料工业、造纸工业和纺织工业中。酸性果胶酶作用最适pH在偏酸性范围，主要用于水果榨汁和果汁澄清以及饲料工业，也是目前研究和应用较多的果胶酶。碱性果胶酶(Alkaline pectinase)则是指在碱性范围内具有较高活性的果胶酶，一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶(Polygalacturonate lyase，简称PGL)。其最适pH在8.0-10.0，可以在高pH条件下断开果胶聚合物主链，产寡聚半乳糖醛酸。目前，碱性果胶酶在植物药提取、茶和咖啡发酵、油提取，纺织、造纸、洗涤剂、植物纤维加工、含果胶工业废水处理及生物技术等行业的应用越来越受到重视，所以成为人们研究的热点(Jayani RS，et al.Process Biochemistry 40：2931-2944，2005)，具有不可估量的潜在应用价值。

碱性果胶酶多由细菌中的杆菌属和假单胞菌属产生(Hayashi K，et al.Phytochemistry 45：1359-1363，1997)，放线菌(Beg QK，et al.J Ind Microbiol Biotechnol24：396-402，2000)和真菌产碱性果胶酶也有报道(Baracat et al.J Ind Microbiol11：139-142，1993)。不同来源的碱性果胶酶生化性质差异较为明显，报道的碱性果胶酶的最适作用的pH在8.5-11.0，最适温度在30-70℃之间(Singh SA，et al.Process Biochem.35：411-417，1999；Pietro AD，et al.FEMS Microbiol Lett.145：295-298，1996；Zhai C，et al.Enzyme and Microbial Technology.33：173-178，2003；Membre and Burlot，Appl Environ Microbiol.60：2017-2022，1994)。一些碱性果胶酶的基因已经被克隆，并且已经大肠杆菌、毕赤酵母等表达系统中进行了表达(Zhai C，et al.Enzyme and Microbial Technology.33：173-178，2003；王芸等，微生物学通报，35(3)：341-345，2008)。但碱性果胶酶仍然面临着在极端碱性条件下失活或酶活很低、表达量低、生产成本高等问题，至今未得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性果胶酶PL-STR。

本发明的再一目的是提供编码上述碱性果胶酶的基因pl-str。

本发明的再一目的是提供包含上述碱性果胶酶基因的重组载体。

本发明的再一目的是提供包含上述碱性果胶酶基因的重组菌株。

本发明的再一目的是提供一种制备碱性上述果胶酶的方法。

本发明的再一目的是提供上述碱性果胶酶的应用。

本发明的一种生产上述碱性果胶酶PL-STR的链霉菌Streptomyces sp.S27，于2009年6月29日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，100101)，其保藏号为：CGMCC No.3146，其相关信息记载于申请号为200910087938的专利中，该专利已公开于2010年9月22日。

本发明首先所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种性质优良的新酶。本发明人从Streptomyces sp.S27得到一个新的耐碱、极端碱性条件下有高活性、作用pH广的果胶酶。适合于在纺织、造纸、洗涤剂、植物纤维加工、茶和咖啡发酵、油提取、含果胶工业废水处理及生物技术等行业中使用。