[发明专利]一种耐高温酸性β-甘露聚糖酶Man-L30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，本发明涉及一种耐高温酸性β-甘露聚糖酶Man-L30及其基因和应用。

背景技术

β-甘露聚糖酶（β-mannanase EC3.2.1.78）是一种半纤维素水解酶，以内切方式降解β-1,4糖苷键，降解产物的非还原末端为甘露糖，其作用底物包括葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖及β-甘露聚糖等。β-甘露聚糖酶的来源非常广泛，包括植物、细菌、真菌、放线菌甚至软体动物。甘露聚糖是植物性饲料原料中除纤维素、木聚糖之外，分布最广泛、含量最高的一类半纤维素，而且在许多植物中有淀粉样的大量积累。畜禽和鱼类的消化酶系不含甘露聚糖酶，对这类物质的转化需要添加外源酶。饲料中添加甘露聚糖酶可消除和降解饲料原料中的抗营养因子，促进畜禽生长，减少养殖污染。甘露聚糖类物质作为半纤维素的第二大组分，广泛分布于自然界中。它是所有豆科植物细胞壁的主要组成成分，在其他植物性饲料原料中含量也很高，如豆粕、小麦、菜籽粕、麸皮中半乳甘露聚糖占非淀粉多糖的含量分别为22.7%、11.9%、19.6%和33.7%，在一些植物胶、椰子、莴苣、合欢、魔芋以及针叶树中也都含有丰富的甘露聚糖和异甘露聚糖。这使得β-甘露聚糖酶的开发和利用具有重要的意义。

β-甘露聚糖酶和甘露寡糖的推广应用，符合生态养殖业的需要。它们还可广泛应用于食品、纺织、石油等工业领域，如甘露寡糖是最有效的双岐因子之一，可以口服，国内外已经广泛地用于保健食品中。β-甘露聚糖酶还可用于从豆类植物中提炼植物油，降低咖啡、巧克力、可可液的粘性。β-甘露聚糖酶和木聚糖酶协同作用可用于造纸工业。β-甘露聚糖酶还可作为石油压裂液的破胶剂具有效力高、成本低、对地层伤害小等优点。特别是利用该酶来水解魔芋以制备高纯度的甘露寡糖，其市场前景十分广阔。作为生产原料的魔芋广泛的分布于四川、云南、贵州、湖北西部等欠发达的山区，该酶的大规模生产对于科技扶贫也有着重要的推动作用。因而，近年来β-甘露聚糖酶的研究逐渐成为了国内外的研究热点。但是国内各有关科研单位的研究大多限于实验室阶段，所报道的发酵酶活性低，酶解产物组成不稳定，生产成本较高，难以取得竞争优势。筛选高比活酶基因，应用基因工程技术构建高效产酶的微生物，进行分子育种改良酶的性质，优化寡糖的酶解制备工艺，是国际上的研究热点和方向，也具有很好的科学意义和应用前景。

本发明从Bacillus licheniformis CRVAB001菌株中得到了一个新的β-甘露聚糖酶基因，其编码的甘露聚糖酶具有以下几个优点：耐高温、酸性、良好的pH稳定性和蛋白酶抗性。作为一种新的β-甘露聚糖酶，在饲料、食品、医药等行业中将会具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温酸性β-甘露聚糖酶。

本发明的另一目的是提供上述β-甘露聚糖酶的基因。

本发明的另一目的是提供包含上述β-甘露聚糖酶的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述β-甘露聚糖酶基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述β-甘露聚糖酶的方法。

本发明的另一目的是提供上述β-甘露聚糖酶的应用。

本发明首先所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种性质优良的、适合于在饲料、食品、医药等行业中应用的新的耐高温酸性β-甘露聚糖酶。本发明的耐高温酸性β-甘露聚糖酶Man-L30，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示：

MKKNIVCSIF ALLLAFAVSQ PSYAHTVSPV NPNAQPTTKA VMNWLAHLPN

RTESRVMSGA               60

FGGYSLDTFS TAEADRIKQA TGQLPAIYGC DYARGWLEPE KIADITDTID

YSCNSSLISY               120

WKSGGLPQVS LHLANPAFPS GNYKTAISNS QYKNILDPST VEGKRLEALL

SKIADGLTQL               180

KNQGVTVLFR PLHEMNGEWF WWGLTGYNQK DTERISLYKE

LYKKIYRYMT ETRGLDNLLW    240

VYSPDANRDF KTDFYPGSSY VDIVGLDAYF SDAYSIKGYD ELTALNKPFA

FTEVGPQTTN               300