[发明专利]降解纤维素的酶及其构建和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素酶，具体的说是一种降解纤维素的酶及其构建和应用。

背景技术

纤维素酶在造纸、食品、饲料、纺织和能源等工业领域都有着广泛的应用价值。纤维素酶可以将纤维素降解为寡糖或单糖。纤维素酶可以分为内切纤维素酶、外切纤维素酶、和β-葡萄糖苷酶。内切纤维素酶又称内切-1,4-β-葡聚糖酶（EC3.2.1.4）,专一性切断纤维素的葡聚糖链中β-1.4-糖苷连键，产生低聚合度的葡聚糖或纤维寡糖。地衣聚糖酶，又称1,3-1,4-β-葡聚糖酶（EC3.2.1.73），具有严格的底物专一性，它专一性切断1,3-1,4-β-葡聚糖中与3-O-吡喃葡萄糖基团相连接的β-1,4-糖苷键。

1,3-1,4-β-葡聚糖是禾本科植物细胞壁的组成成分，尤其在谷类植物（如小麦、大麦、玉米、水稻等）胚乳细胞壁中大量存在。嗜热的地衣聚糖酶，在工业生产中拥有巨大优势，比如在酿造和动物饲料工业中。在啤酒发酵过程中，禾本科植物内源的地衣聚糖酶是热失活的；因此，添加外源地衣聚糖酶可以酶解混合连键的高分子量的β-葡聚糖，从而降低发酵液的黏度，提高过滤速度及提取产率，同时也会避免啤酒成熟过程中产生沉淀。在动物饲料工业，特别是肉鸡以及猪的饲料工业生产中，添加外源地衣聚糖酶可以促进动物消化，降低卫生清洁。

木质纤维素主要由纤维素和半纤维素构成，是地球上最丰富的纤维素来源。在木质纤维素的生物转化及加工过程中，往往需要高温条件，耐高温纤维素酶可以直接用于高温条件下的生物质加工与转化。并且，由于这些耐高温的酶具有热稳定性好，半衰期长等优点，因此可以提高酶的使用效率，在生产上降低酶的用量，减少生产成本。所以，耐高温纤维素酶受到越来越广泛的重视。

极端嗜热厌氧菌解糖热解纤维素菌属于木质纤维素降解菌，无纤维小体结构，具有游离作用的木质纤维素酶系，可作为耐热纤维素酶的产酶菌株。同时，产生耐高温纤维素酶的微生物在培养过程中具有不易受其他微生物污染、高温条件可以降低发酵液粘度而易于搅拌、底物和产物都有较高的可溶性并能降低冷却费用等优点。

发明内容

本发明目的在于提供一种降解纤维素的酶及其构建和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种降解纤维素的酶，降解纤维素的酶为序列表SEQ ID NO：1或序列表SEQ ID NO：2中氨基酸所示。

所述降解纤维素的酶为内切纤维素酶和地衣聚糖酶；其中，内切纤维素酶和地衣聚糖酶的氨基酸序列为，序列表SEQ ID NO：1或序列表SEQ ID NO：2中所示。

所述内切纤维素酶和地衣聚糖酶为与序列表SEQ ID NO：1或序列表SEQ ID NO：2中所示氨基酸具有80％以上同源性的片段。

降解纤维素的酶的构建方法，将含有内切纤维素酶或地衣多糖酶基因的重组表达载体分别导入宿主细胞，表达得到序列表SEQ ID NO：1或序列表SEQ ID NO：2中所示的内切纤维素酶和地衣聚糖酶的氨基酸序列。

所述作为重组表达载体的出发载体为pEASY-E1、pET-22b、pET28、pET32、pQE-30、pGEX-4T-2、pBR322或pUC18。

降解纤维素的酶的应用，所述序列表SEQ ID NO：1或序列表SEQ ID NO：2中氨基酸所示酶可作为用于纤维素的生物转化。所述内切纤维素酶可作为外切酶。

本发明所具有的优点：本发明可以快速表达得到来源于热解纤维素菌的纤维素的生物转化的酶，且具有高的热稳定性、高的比酶活以及长的半衰期。

附图说明

图1为本发明实施例提供的SDS-PAGE检测纯化蛋白的分子量大小电泳图谱。

具体实施方式

实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

实施例1、内切纤维素酶和地衣聚糖酶基因的获得及其原核表达载体的构建

该基因的克隆过程及其原核表达载体的构建过程包括以下步骤：

一、内切纤维素酶和地衣聚糖酶基因的克隆

经过全基因组测序，内切纤维素酶设计如下引物：

C-F:ATGAAGAAAGAATGTCTTAGAGTTTTTGC

C-R:TTACATCTTTCCTGTAAGTTCTAAAATTTTG