[发明专利]一种优化的碱性果胶酶基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱性果胶酶（alkaline polygalacturonate lyase，E.C.4.2.2.2，简称PGL）及其应用，特别是一种优化的高产碱性果胶酶及其基因工程菌。

背景技术

近年来，随着化学工业的大规模扩张，全球的生态平衡受到严重威胁，环境质量快速恶化，几乎每个国家都在大力发展绿色环保工艺与清洁生产工业。纺织业规模巨大，与全人类生活息息相关。传统的纺织品前处理大致可分为上浆，退浆，精炼和漂白四个步骤，每个步骤都需要消耗大量的化学物质和热能，产生的废水也富含高COD，对环境造成了严重的污染，已不适应整个社会的发展。目前亟待解决的问题有：传统纺织品处理工艺中，多种化学品超量使用形成大量工业废水，水资源与能源消耗巨大，且处理织物中毒害物质残留超标，多国政府已经出台相关条款法令，明文指出纺织品中有毒有害物质，并予以禁止。所以，利用新型的生物方法对传统工艺进行改革便成为了当今热门话题，原因是相比于传统的化学处理法，生物酶法具有低能耗、无污染、品质高等优点，并且生物酶来源于动植物和微生物，是一种绿色的可再生资源。

碱性果胶酶(E.C.4.2.2.2，简称PGL)，在碱性环境下具有高活性，可以利用反式消去作用切断聚乳糖醛酸的α-1，4-糖苷键，同时释放出△4:5不饱和寡聚半乳糖醛酸。该酶可应用于纺织精炼，去除棉纤维初生胞壁中的果胶质或作为煮练助剂。以该酶为主的生物酶精炼工艺更替传统的化学工艺，可以降低热能与化学品的消耗、减缓环境污染，而且被处理织物的柔软性与染色均匀性均优于传统工艺。

1972年，Horikoshi K发表了第一篇关于Bacillus sp.P-4-N生产碱性果胶酶的论文。随后，学术界出现了大量有关不同野生菌株发酵生产碱性果胶裂解酶的报道，主要包括菜豆炭疽菌Colletotrichum lindemuthionum、多形拟杆菌Bacteroides thetaiotaomicron、软腐欧文氏菌Erwinia carotovora、Amucala sp.、丁香假单胞菌大豆致病变种Pseudomonas syringae pv.glycinea、炭疽菌Colletotrichum magna、软腐细菌E.chrysanthemi、Bacillus sp、Bacillus sp.DT-7、荔枝炭疽病菌C.gloeosporioides。虽然经过发酵优化可以把碱性果胶酶提高到一定的产量，但野生菌的生产能力普遍处于较低的水平。

我国从上世纪90年代初开始也对碱性果胶酶进行了研究，一般均停留在野生菌种筛选、诱变及对酶特性研究阶段。诸葛斌等将来源于Bacillus sp.WSHB04-02的原核碱性果胶裂解酶基因利用穿梭载体pPIC9K在P.pastoris GS115中整合分泌表达，经过发酵过程优化与控制研究，现在碱性果胶酶产量已达世界领先水平。房淑颖等将来源于Bacillus sp.WSHB04-02的碱性果胶酶基因利用质粒载体pET-20b(+)在E.coli BL21(DE3)中整合分泌表达，经过发酵优化与控制研究，碱性果胶酶在原核生物中的产量也达到世界领先水平。但是据报道，到目前为止，碱性果胶酶基因在枯草芽孢杆菌中的表达量却是极低，产量仅仅只有60U/mL左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种优化的碱性果胶酶基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。