[发明专利]α淀粉酶及表达α淀粉酶的黑曲霉菌株

说明书

技术领域

本发明属于淀粉酶的分离表达技术领域，具体涉及一种来源于棒曲霉(Aspergillus clavatus)的α淀粉酶，以及用于重组表达该α淀粉酶的丝状真菌宿主黑曲霉(Aspergillus niger)细胞。

背景技术

α淀粉酶(E.C.3.2.1.1)能够催化寡糖和多糖中的1,4-α-糖苷键的内水解，其以随机的方式作用于淀粉、糖原以及相关多糖和寡糖，释放出α构型的还原基团。目前α淀粉酶广泛的用于多种工业用途，例如烘焙糕点、酿酒、玉米浆和乙醇生产以及醋发酵等领域。

α淀粉酶的来源非常广泛，可以从动物、植物和微生物中分离出来。其中微生物来源的淀粉酶具有来源丰富、性能多样和易于工业化生产的特点，可满足多种工业应用需求，在工业上的应用也最为广泛。在现代工业的淀粉质处理过程中，微生物淀粉酶的水解方法已经彻底取代传统的化学水解方法。虽然有多种微生物可以产生α淀粉酶，包括丝状真菌、酵母、细菌和放线菌等。但是，目前能够满足工业应用需求的α淀粉酶主要来源于细菌和丝状真菌，细菌α淀粉酶通常来源于芽孢杆菌属(Bacillus)，真菌α淀粉酶通常来源于曲霉菌属(Aspergillus)。其中由真菌产生的α淀粉酶即称为真菌α淀粉酶。

在目前已报道的文献中，可以粗略的按酶学性质或作用条件将真菌α淀粉酶分为3种类型：(1)中性真菌α淀粉酶：与细菌α淀粉酶不同，真菌α淀粉酶的来源相对较少，大多数真菌α淀粉酶的作用温度和pH都比较温和，如最适作用pH在5.0～5.5之间，最适作用温度为50～55℃左右，当温度超过60℃酶开始失活。目前商品化生产最多、应用也最为广泛的来源于米曲霉(变种)的α淀粉酶即属于这一酶种。(2)耐热或耐酸性真菌α淀粉酶：此类酶在pH2.5～4.5之间，作用温度在超过60℃时仍具有良好的热稳定性。与中性真菌α淀粉酶相比，耐热或耐酸性真菌α淀粉酶可以简化液化、糖化过程，减少制糖等淀粉深加工过程中染菌几率并降低相应生产成本。这部分酶种目前工业上已经开始生产使用，且具有很大的开发利用潜力。(3)具有生淀粉酶活力的真菌：α淀粉酶该酶种除具有水解可溶性淀粉或其他糊化淀粉能力外，还具有生淀粉水解能力，在生料酒精行业的同步糖化发酵(SSF)中，与糖化酶配合使用，可以大幅度提高淀粉的利用速率和效率，并有效提高酒精产率。

已报道有多种α淀粉酶基因在不同宿主中得到表达，其中真菌α淀粉酶基因的异源表达主要集中在真核表达系统。与原核表达系统(如大肠杆菌表达系统或芽孢杆菌表达系统等)相比，真核表达系统在表达真核来源的异源蛋白时具有很大的优势，如翻译后加工修饰(如糖基化、二硫键的形成)、内含子的识别、信号肽的剪除和肽链的正确折叠与分泌等。此外，有多种真菌表达系统被美国FDA列为GRAS(generally recognized as safe)菌株，使得对一些食品或医药用异源蛋白的生产和应用更易获得相关机构的认可和批准。

目前，已有大量来自曲霉属（Aspergillus.sp）的α淀粉酶被报道并用于工业生产，这些淀粉酶具有优良的酶学性质，但其生产菌株的表达量普遍较低，严重制约了淀粉酶的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种α淀粉酶及表达α淀粉酶的菌株。本发明将棒曲霉的α淀粉酶基因转化入黑曲霉中，构建得到重组表达α淀粉酶的工程菌株；并通过对该工程菌进行紫外诱变，得到一株高产α淀粉酶的黑曲霉突变菌，以弥补现有技术的不足。

本发明首先提供一种α淀粉酶，其氨基酸序列为SEQ ID NO:1，其一种编码mRNA序列为SEQ ID NO:2。

在第二个方面，本发明涉及酶组合物，其包含上述的α淀粉酶。

本发明另一个方面涉及用于表达上述α淀粉酶的曲霉菌株；

其中一种表达α淀粉酶的黑曲霉1-B5（Aspergillus Niger1-B5）已于2013年11月7日保存于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，菌株编号为CGMCC No.8443。