[发明专利]一种高比活木糖苷酶Xyl52B8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，本发明涉及一种高比活木糖苷酶Xyl52B8及其基因和应用。

背景技术

木聚糖是半纤维素中最丰富的一类物质，广泛存在于硬木（15-30%）、软木（7-10%）和草本类植物（少于30%）。木聚糖的基本糖单元是d-吡喃木糖，它的主链由木糖以β-1,4糖苷键连接形成，侧链上被各种不同的取代基所修饰，同时，这些侧链取代基团通过化学键互相交联，形成复杂的结构(Collins et al.FEMS Microbiology Reviews.2005,29:3-23.)。木聚糖的降解需要主链水解酶和支链水解酶的协同作用，主链酶包括β-1，4-木聚糖酶和β-木糖苷酶，侧链水解需要α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶，α-葡萄糖醛酸，乙酰木聚糖酯酶等辅酶。其中，β-木糖苷酶是一种外切酶，主要催化水解木糖苷和以外切方式从非还原性末端水解木二糖及木二糖以上的低聚木糖，水解产物为木糖。木聚糖类半纤维素酶解时一般由木聚糖酶从主链内部先作用于长链木聚糖的糖苷键上，将木聚糖随机切成不同链长的低聚木糖，再由β-木糖苷酶作用于低聚木糖的末端，将这些短链低聚木糖降解成木糖。β-木糖苷酶还可以作用于萜类、甾体等甙元与木糖形成的糖苷键，释放出甙元。目前，人们已将细菌、真菌和植物来源的β-木糖苷酶进行分离纯化、或者通过基因克隆、异源表达之后，深入研究酶的各种性质。来源于微生物的木糖苷酶的最适反应pH为酸性至中性之间(pH3.0-7.0)，最适反应温度介于40-70℃之间。

β-木糖苷酶可与木聚糖酶协同作用，将木聚糖彻底分解，是木聚糖降解的关键酶之一。包括β-木糖苷酶在内的木聚糖酶系已在多个领域具有广泛应用。在能源工业中，工农业废弃物中的木聚糖可被木聚糖酶系转化为木糖，而木糖又可被细菌及真菌转化成酒精等有价值的燃料；在造纸工业的纸浆漂白中，β-木糖苷酶与木聚糖酶协同作用可以有效提高漂白性能；在医药行业中，木聚糖酶系水解特定底物可产生在医药行业具有重要应用价值的中间转化产物。鉴于木聚糖酶系具有如此广泛而重要的用途，人们对其中的木聚糖酶进行了系统的研究，但β-木糖苷酶却未得到足够重视。由于这些天然木糖苷都具有结构大，疏水性较强的特点，不同于木糖苷酶的天然底物,如木寡糖等,因此需要对木糖苷酶水解这类物质的能力进行重新评价。

工业生产需要酶进行短期高温处理，目前多数木糖苷酶最适温度在50摄氏度左右，但热稳定性差的性质不能满足饲料制粒，酿造加工等工业要求。因此获得热稳定性优良的酶能降低生产成本，满足不同工业对酶性质的要求。本发明中来源于脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus sp.B8的木糖苷酶Xyl52具有以下性质：最适pH6.0，并在pH6～7范围内具有60%以上的酶活力，具有很好的pH稳定性，37℃下作用1h后，在pH5.5–10.5之间,剩余酶活性均在50%以上。最适温度65℃，75℃下仍具有40%以上的活性，良好的热稳定性60℃都有较好的稳定性，保温30min后酶活在50%以上。另外，该酶具有很高的比活性为200.7U/mg。以上优良特性使其在饲料，食品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能高效应用的高比活木糖苷酶。

本发明的再一目的是提供编码上述高比活木糖苷酶的基因。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述高比活木糖苷酶的基因工程方法。

本发明的另一目的提供上述高比活木糖苷酶的应用。

本发明提供了一种高比活木糖苷酶Xyl52，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

SEQ ID NO.1：

MPKNMYFNAHHSPIGAFSSFTLGFPGANAGFDLELGRPPQTSVYIGLETRAGGQFEALPFFEVG

EDESLRYDVEKEVNPNALRRLRPFGRSDVTRNFQIGSDTWQAGDLTFTLYNQVAGVPDPEQGD

TQELRRVLLPAVIAEMTVDNRTGTKARRAFFGYEGGDPYSAMRHITGHGLVGVGQGRITAIATA

QTDVRPATHFSMEDILTTELEENWTFGLGRTGALIMDVPPGEVRTYTFVICFYRGGIVTTGLDGS

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