[发明专利]产生褐藻胶裂解酶的菌株及其发酵方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物菌株及其应用，涉及一株新的海洋细菌菌株Tamlana sp. ZJU HZ22，菌株保藏号为CGMCC No. 5324。本发明还涉及该菌株发酵产生的褐藻胶裂解酶（ALG22）及其制备方法。

背景技术

褐藻胶（alginate）是褐藻酸、褐藻酸盐及其它衍生物的统称，广泛存在于海带、马尾藻、巨藻等上百种褐藻的细胞壁中，主要由1, 4 – β – D –甘露糖醛酸（M）及1, 4 – α – L –古罗糖醛酸（G）两种糖醛酸单体聚合而成，聚合形式包括：以poly M或者poly G的形式构成均聚多糖，或者以poly MG的形式（包括M、G单体一一交替聚合或者以不同比例随机聚合）构成杂聚多糖。

褐藻胶裂解酶（alginate lyase）是一种专一作用于1→4糖苷键，通过β消去机制切断褐藻胶糖链的酶。由于尚未发现能够作用于褐藻胶的水解酶，因此，褐藻胶裂解酶是目前唯一有效的褐藻胶降解酶类。褐藻胶裂解酶在海洋藻类、软体动物、棘皮动物中均存在，但大部分都来源于海洋细菌、土壤细菌以及真菌。通过文献查新获悉，目前国外获得的海洋产酶菌株主要分布在Alginovibrio，Alteromonas，Beneckea，Halomonas，Photobacterium，Pseudomonad，Pseudomonas，Vibrio等属中。国内有文献报道的产酶菌株主要包括海洋来源的弧菌（Vibrio）、交替假单胞菌（Pseudoalteromonas）、不动杆菌（Acinetobacter）、Agarivorans细菌，以及土壤来源的芽孢杆菌（Bacillus）等。专利检索的结果表明，目前国内涉及褐藻胶裂解酶的专利有9个，产酶菌株包括Acinetobacterjuni X8（CCTCC No. 209110），AgarivoransalbusYKW-34，Vibrio sp. JG07-007（CCTCC M207068），Vibrio sp. QY101，Vibriofluvialis（CCTCC M200015），Pseudomonas sp. QDA，以及一株新的嗜碱菌N19-2（CGMCC No. 0464）。综上所述，Tamlana属的细菌在国内外均尚未有褐藻酸裂解酶的报道。

褐藻胶裂解酶最初是一种重要的生物学工具酶，作为解壁酶应用于褐藻单细胞、原生质体的制备，以及褐藻胞内物质的提取等，在海藻遗传工程研究中有广泛地应用。而近年来，褐藻胶裂解酶作为一种潜在的工业用酶在褐藻的液化以及褐藻寡糖的制取中成为研究热点。前者主要通过该酶与其他海藻多糖水解酶的共同作用实现藻体生物质的液化，最大程度地提取海藻有机碳，进而作为海藻深加工品的生产原料。后者主要作为活性褐藻寡糖的生产用酶，因为酶解获得的褐藻寡糖在其非还原性末端具有C_4,5不饱和双键，从而使其具备了独特的物理特性、生理活性和药用功能，而物化方法制备的褐藻寡糖则没有相应的性质。目前的研究证明，褐藻寡糖的物理特性主要可应用于食品原材料和添加剂，造纸添加剂，农业杀虫剂和农药稳定剂、调节剂等；生理活性主要可应用于整肠、解毒、降血糖血脂、抗炎、抗菌、免疫调节等；药用活性主要可应用于抗肿瘤、抗病毒和治疗心脑血管疾病的寡糖药物。

我国海藻资源丰富，海带、紫菜等经济海藻的养殖尤其发达，但藻类加工业的发展则相对滞后，加工产品种类少、附加值低、市场竞争力弱。在此背景之下，以褐藻胶裂解酶、琼胶酶为代表的一系列海藻多糖降解酶的研发，对于藻类生物质在诸如食品、医药、农业、能源等领域的精深化和多样化利用具有重要的推动作用，对我国海洋经济发展具有重要意义。

发明内容