[发明专利]一种木聚糖酶的重组菌株及其应用

说明书

  技术领域

本发明属于微生物工程技术领域，具体涉及一种木聚糖酶的重组菌株及其应用。

背景技术

植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素等物质组成。这些物质是自然界中主要的可再生资源，被广泛应用于造纸、食品、医药等行业。在当今世界能源日益短缺的情况下，这些资源越来越受到重视。木聚糖是植物半纤维素的重要组分,主要存在于植物的细胞壁中，约占细胞干重的35 %，是自然界中仅次于纤维素之后含量第二丰富的多糖。木聚糖多为异聚多糖，主链由各1,4-糖昔键相连的p-D-毗喃型木糖残基聚合而成，而在其主链和侧链上均具有多种取代基团。它的降解需要多个酶的参与。 

木聚糖酶（xylanase）是指可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一组酶的总称，主要包括外切β-1,4-木聚糖酶和木聚糖酶，是木聚糖降解的主要作用酶， 

现在，木聚糖酶已被用于纸浆制造、生物漂白、禽畜饲料品质改进等生产实践上。木聚糖酶可将饲料的非淀粉多糖分解成较小聚合度的低聚木糖，从而改善饲料性能，消除或降低非淀粉多糖在动物肠胃中因粘度较大而引起的抗营养作用，同时它还可以破坏植物细胞壁的结构，提高内源性消化酶的活性，提高饲料养分的利用。另外，木聚糖酶在造纸、食品和纺织等行业中的应用也较为广泛。木聚糖酶应用pH范围3.5-6.0，适宜温度范围40-60度，并能耐受高温制粒的温度及时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种木聚糖酶的重组菌株及其应用。本发明通过将来源于雪白曲霉(Aspergillus niveus)的木聚糖酶基因转化入黑曲霉(Aspergillus niger)中，构建得到了高效重组表达该木聚糖酶的工程菌株，从而弥补现有技术的不足。 

本发明一方面提供了一种黑曲霉工程菌，其携带有能表达木聚糖酶的重组质粒。 

所述重组质粒含有雪白曲霉的木聚糖酶基因。 

所述基因的核苷酸序列为SEQ ID NO: 2，其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO: 1。 

本发明的另一方面涉及上述工程菌在生产木聚糖酶中的应用。 

本发明通过将雪白曲霉的木聚糖酶基因导入黑曲霉中，构建了重组表达该基因的黑曲霉工程菌。所述黑曲霉工程菌能高效表达木聚糖酶，摇瓶发酵酶活达1100U/mL。重组木聚糖酶的最适作用pH为5.5，最适作用温度为60℃。本发明重组表达的木聚糖酶应用于饲料中，能显著提高肉鸡的采食量和增重量，提高饲料的能量利用率和蛋白质利用率，节约粮食资源和养殖成本，增加生产效益。 

附图说明

图1为黑曲霉XYN发酵上清液SDS-PAGE电泳分析图，其中泳道1为对照组，泳道2为黑曲霉XYN发酵上清液，箭头所指处为重组表达的内切β-1,4-木聚糖酶。 

具体实施方式

本发明用到了遗传工程和分子生物学领域使用的常规技术和方法，例如MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 3nd Ed. (Sambrook, 2001)和CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY (Ausubel, 2003)中所记载的方法。这些一般性参考文献提供了本领域技术人员已知的定义和方法。但是，这并不意味着将本发明限定于所述的任何具体方法、实验方案和试剂，因为它们可以改变。 

除非在本文中另作限定，本文所用的全部技术术语和科学术语具有本发明所属领域的普通计数人员通常所理解的相同含义。DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY, 3nd Ed. (Singleton et al., 2006)和COLLINS DICTIONARY BIOLOGY (Hale et al., 2003)为技术人员提供了本发明中所使用的许多术语的一般性解释。 

实施例1木聚糖酶基因的克隆

以雪白曲霉(Aspergillus niveus)基因组cDNA为模板，利用上下游引物进行扩增，扩增条件为：94℃预变性4min，94℃变性40s，60℃退火40s，72℃延伸40s，30个循环后，72℃延伸10min。利用凝胶回收试剂盒回收PCR扩增产物，琼脂糖凝胶电泳分析显示，产物大小为942bp。

将扩增产物克隆至pMD18-T载体，送至北京华大基因测序中心进行测序，测得扩增产物的核苷酸序列为SEQ ID NO:2，其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO:1。通过NCBI同源序列比对，确定扩增的基因是一个新的木聚糖酶基因。