[发明专利]耐热中性纤维素酶Cel6C及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素酶，尤其涉及从特异腐质霉(Humicola insolens)中分离的耐热中性纤维素酶Cel6C，本发明还涉及该酶的编码基因及其应用，属于纤维素酶的分离及应用技术领域。

背景技术

纤维素是由葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成的线性大分子聚合物，为目前分布最广的天然碳水化合物，也是自然界中最丰富的可再生资源。纤维素酶是指能水解纤维素β-l,4葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称。它是由内切型β-1,4-葡聚糖酶(EC3.2.1.4,简称EG、CX酶、CMC酶)、外切型β-1,4-葡聚糖酶(EC3.2.1.91，EC3.2.1.176，简称CBH、C1酶、纤维二糖水解酶)及纤维二糖酶(EC3.2.1.21,简称CB、β-葡萄糖苷酶)3个主要成分组成的起协同作用的复合酶系(Juturu V and Wu J C 2014.Renew Sust Energ Rev 33,188-203)。

内切型β-1,4-葡聚糖酶(EGs)以随机的形式对纤维素聚合物内部的非结晶区进行切割，产生不同长度的寡糖和新链末端。内切型β-1,4-葡聚糖酶是一类重要的工业酶种，可广泛用于食品、纺织、饲料、酿酒、洗涤等众多领域(Phitsuwan P et al.2013.Folia Microbiol 58,163-176)。其中，高温中性内切葡聚糖酶具有作用条件温和，耐高温的特点，对于应用领域尤为重要，可广泛用于生物质能源、纺织、食品、饲料和制药行业等众多领域。在纺织工业中，中性纤维素酶在牛仔布生物石洗加工中具有重要的应用价值。在中性pH值范围内，纤维素酶对织物的作用非常柔和，不会破坏织物的硬度，表面活性剂在这个pH值范围也是最有效的，从而节约了牛仔布加工过程中的表面活性剂成本。另外，在中性纤维素酶的作用条件下，还可以有效防止织物返染(Chen J et al.2007.Enzyme and Microbial Technology 40,1651-1655)。在啤酒加工业中，β-葡聚糖酶能高效地将麦芽中的β-葡聚糖水解为葡萄糖和低聚糖，摧毁细胞壁，使细胞内容物大量地释放出来，提高麦汁得率，降低醪液粘度从而缩短糖化醪过滤时间，所获麦汁清亮，使制得的啤酒色泽浅，泡沫均匀持久。因此，将β-葡聚糖酶用于啤酒糖化和发酵过程，可节约用粮，降低成本，提高糖化过滤设备的效能，有利于啤酒的质量提高及稳定(宫春波,谢丽源.2002.广州食品工业科技)。但是，啤酒糖化阶段，β-葡聚糖的溶出随着温度的升高而增多，造成低温过程溶出的β-葡聚糖比例较低，高温过程溶出的比例较高，耐高温的内切型β-葡聚糖酶是解决这一问题的关键。

因此，获得新型具有中性、热稳定性好等优良特性的纤维素酶的研究仍具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从特异腐质霉(Humicola insolens)中分离的耐热中性纤维素酶Cel6C，该酶热稳定性优良并在中性和碱性范围内具有较高酶活力。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明首先公开了从特异腐质霉(Humicola insolens)中分离的耐热中性纤维素酶Cel6C的编码基因，其核苷酸序列为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：

(a)、SEQ ID No.1所示的多核苷酸；或

(b)、编码SEQ ID No.2所示氨基酸的多核苷酸；或

(c)、与SEQ ID No.1的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸，该多核苷酸所编码蛋白质仍具有耐热中性纤维素酶Cel6C的功能；或

(d)、与SEQ ID No.1所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸，且该多核苷酸所编码蛋白质仍具有耐热中性纤维素酶Cel6C的功能；优选的，其与SEQ ID No.1所示的多核苷酸至少有95％或以上同源性的多核苷酸，且该多核苷酸所编码蛋白质仍具有耐热中性纤维素酶Cel6C的功能；最优选的，其与SEQ ID No.1所示的多核苷酸至少有98％或以上同源性的多核苷酸，且该多核苷酸所编码蛋白质仍具有耐热中性纤维素酶Cel6C的功能；或

(e)、在SEQ ID No.1所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有耐热中性纤维素酶Cel6C的功能。

本发明还公开了所述编码基因编码的耐热中性纤维素酶Cel6C，其氨基酸序列为(a)或(b)所示：