[发明专利]一种低温β-琼胶酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温β-琼胶酶及其编码基因与应用，属于基因工程技术领域。

背景技术

琼胶酶是一种重要的海洋生物酶，在生化、临床、医药、食品等领域有着广泛的用途。琼胶降解菌分布较广，但主要存在于海洋中，在土壤、淡水中较少，海洋生态环境复杂，特别是极地（南北极）海洋环境中的微生物由于高盐度、高辐射、低温、反复冻融及特殊的光照特征可能使海洋微生物的遗传结构和生理习性发生适应性的改变，能够产生各种具有特异生理活性的酶系。因而于极地海洋微生物中分离获得的琼胶酶可能具有独特的降解活性和更高的催化活力，具有潜在的开发应用前景。

目前，β-琼胶酶最适酶活均为常温或高温，如中国专利文献CN101845447A（申请号201010170690.7）公开了一种琼胶酶及其编码基因的获取方法。从海洋细菌需钠弧菌(保藏号:CGMCC No.2428)中首次利用多种PCR方法获取该琼胶酶基因aga41,突破了以往通过构建文库筛选琼胶酶基因的传统方法。该琼胶酶基因aga41属于β-琼胶酶中的GH50家族,全长2973bp,编码990个氨基酸,与已知琼胶酶序列相似性最高为49%。该β-琼胶酶的最适酶活温度为40℃。

中国专利文献CN102399802A（申请号201110128971.0）公开了一种β-琼胶酶AgaXa，是由Catenivulumsp.X3的一个琼胶酶基因agaXa编码的一种新型琼胶酶。本发明的β-琼胶酶AgaXa及独特之处是在47℃（琼脂糖凝固的温度为40℃）时，酶活性稳定且酶活力高，因此本发明可以应用于从琼脂糖凝胶中回收DNA，且具有优势。本发明β-琼胶酶AgaXa能够特异的降解琼脂糖产生聚合度为6-14的新琼寡糖，能够应用于生产多聚寡糖。

上述β-琼胶酶均需要外加热源才能达到最适酶活，因此耗费能量，处理成本较高。

极端（南北极）海洋环境微生物是开发新型海洋活性物质的另一重要来源，微生物要在这种环境中得以生存，必须从自身的生理结构、代谢方式及生活行为各方面发生适应性的改变，因此，从这些环境中筛选得到的微生物，可能具备某些特殊的生理活性，能够产生某种特殊的代谢产物。南极海洋细菌中，77%是耐冷型，23%为嗜冷型。低温微生物具有不易受杂菌污染、作用条件要求简单、高酶活力及高催化效率等优势，可大大缩短处理过程的时间并省却昂贵的加热及冷却系统，因而在节能方面有较大的优势。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种低温β-琼胶酶及其编码基因与应用。

本发明技术方案如下：

一种低温β-琼胶酶NJ21，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

上述低温β-琼胶酶基因NJ21，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一种重组载体，插入了SEQ ID NO.1所示核苷酸序列。

一种重组细胞，转入了上述SEQ ID NO.1所示核苷酸序列或上述重组载体。

上述低温β-琼胶酶在工业化降解琼脂糖中的应用。

有益效果

本发明从产琼胶酶的南极菌株中克隆获得琼胶酶的基因并可克隆到合适的宿主中实现异源表达，最终实现工业化生产琼胶酶，该低温β-琼胶酶NJ21具有较强的低温耐受力，为后续的工业应用提供成本低廉的琼胶酶起始材料。

附图说明

图1为不同pH条件对β-琼胶酶活性的影响曲线；

图2为不同温度条件对β-琼胶酶活性的影响曲线；

图3为经SDS-PAGE电泳获得的电泳图；

图4为低温β-琼胶酶NJ21酶液4℃置于固体平板培养基上7天后的照片。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。

培养基

分离培养基（又名：Zobell 2216E海水培养基）组分如下：蛋白胨5g，酵母粉1g，用过滤后的陈海水定容至1000ml，121℃下高压湿热灭菌20min。

分离平板培养基组分如下：蛋白胨5g，酵母粉1g，琼脂15g，用过滤后的陈海水定容至1000ml，121℃下高压湿热灭菌20min。

LB液体培养基组分如下：蛋白胨10g，酵母粉5g，氯化钠10g，用去离子水定容至1000ml，121℃下高压湿热灭菌20min。