[发明专利]一种低温酸性α-淀粉酶AMY-L27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，本发明涉及一种低温酸性α-淀粉酶AMY-L27及其基因和应用。

背景技术

淀粉是一种碳水化合物，几乎完全是以α-D-葡萄糖为单位聚合组成的，链的平均长度为500-1000个葡萄糖残基。淀粉中能溶于热水的一部分叫直链淀粉，不能溶解的叫支链淀粉，这两种成分是淀粉颗粒的主要成分，含量可以达到75-80%。淀粉几乎存在于所有绿色植物多数组织中，是植物营养物质的一种储存形式，在显微镜下以颗粒形状存在于植物有机体中。当前，能够作为淀粉原料的主要作物是玉米，其次是薯类、稻谷和小麦。淀粉酶是可以水解淀粉的一类酶的总称，广泛存在于植物和微生物中。根据淀粉降解酶的作用方式主要分为三类：外切淀粉酶、内切淀粉酶和分支淀粉酶。在实际生产中最常使用的主要是α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶。其中，α-淀粉酶是从淀粉内部任意水解α-1,4-D葡萄糖苷键，导致淀粉部分解聚，是内切酶。根据α-淀粉酶的热稳定性和最适反应温度，通常把α-淀粉酶分成高温α-淀粉酶、中温耐热型α-淀粉酶、非耐热性α-淀粉酶和低温α-淀粉酶。高温α-淀粉酶作用最适温度90-100℃，95-105℃耐热性好，中温耐热型α-淀粉酶作用最适温度70-80℃，90℃以上处理一般会失活，非耐热性α-淀粉酶作用最适温度50℃左右，低温α-淀粉酶则一般在10-20℃还能表现出活性。根据α-淀粉酶作用的最适pH和对酸碱的稳定性，把α-淀粉酶分成酸性α-淀粉酶、中性α-淀粉酶和碱性α-淀粉酶。大多数α-淀粉酶都属于中性α-淀粉酶，一般最适pH6.0-7.0，酸性α-淀粉酶最适pH<5.5，碱性α-淀粉酶最适pH>8.0。

对淀粉酶的研究已有半个世纪，主要研究集中在适合于麦芽糖浆、食品烘培、纺织退浆工业等方面的淀粉酶，已经从不同来源的植物与微生物中分离到大量的不同类型不同功能的淀粉酶，并分离出多种淀粉酶基因，现已工业化生产多种淀粉酶产品。近年来，低温淀粉酶已经引起研究人员的广泛关注，在洗涤剂中添加淀粉酶已经很普遍了，但是目前许多洗涤剂用淀粉酶最适温度要40℃左右甚至更高，在10-20℃水温下水解淀粉的性能不佳，多年来传统的洗涤习惯已开始朝更多地使用酶促成分及使用更低的洗涤温度转变，这应归于能量耗费的增高以及合成纤维使用程度的提高（合成纤维只能经受温和的温度），所以急需开发在低温条件下，对生淀粉也能发挥显著水解作用的洗涤剂高效淀粉酶。此外，在动物饲料行业添加耐酸性的淀粉酶更有利于在动物胃肠的酸性环境中发挥水解作用，有助于营养物质的吸收。本研究中，来源于苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis L27的α-淀粉酶AMY-L27最适pH5.5，在pH4.5-7.5条件下仍具有60%以上的活性，并且在pH4.0-8.0具有良好的稳定性；最适温度45℃，在20-35℃条件下仍具有65%以上的活性。该酶在洗涤业和饲料行业具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够应用的低温酸性α-淀粉酶AMY-L27。

本发明的再一目的是提供编码上述低温酸性α-淀粉酶的基因。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述低温酸性α-淀粉酶的基因工程方法。

本发明的另一目的提供上述低温酸性α-淀粉酶的应用。

本发明提供了一种低温酸性α-淀粉酶AMY-L27，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示：

其中，该酶基因编码566个氨基酸，N端24个氨基酸为其预测的信号肽序列“MLLWDGGCHL KEKDKLKVNR NNVN”(SEQ ID NO.3)。

因此，成熟的低温酸性α-淀粉酶AMY-L27的理论分子量为62.4kDa，其成熟的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示：

本发明的的低温酸性α-淀粉酶AMY-L27最适pH5.5，在pH4.5-7.5条件下仍具有60%以上的活性，并且在pH4.0-8.0具有良好的稳定性；最适温度45℃，在20-35℃条件下仍具有65%以上的活性。

本发明提供了编码上述低温酸性α-淀粉酶基因amy-L27。具体地，该基因的基因组序列如SEQ ID NO.4所示：