[发明专利]一种融合基因usp45-egl3及其所编码的蛋白和应用

说明书

本发明属于应用工业微生物领域。公开了一种融合基因usp45‑egl3及其所编码的蛋白和应用，它包含乳酸乳球菌分泌蛋白基因usp45的基因片段和瑞氏木霉β‑1,4‑葡聚糖内切酶基因egl3中编码成熟蛋白的核苷酸序列，其核苷酸序列为SEQ ID No.1，全长为738bp，编码245个氨基酸。利用该融合基因构建的工程菌株能高效分泌表达β‑1,4‑葡聚糖内切酶，产酶活性为226mU/ml，能够有效地降解羧甲基纤维素钠。生产的酶制剂安全，能够有效利用纤维素，可用于食品、能源、医药、饲料、纺织、洗涤等工业，具有可观的经济效益。

技术领域

本发明属于应用工业微生物领域，涉及一种纤维素水解酶β-1,4-葡聚糖内切酶融合基因及其所编码的蛋白和应用。生产的酶制剂安全，能够有效利用纤维素，可用于食品、能源、医药、饲料、纺织、洗涤等工业，具有可观的经济效益。

背景技术

纤维素是高等植物细胞壁的主要成分，占植物干重的30％～50％，是地球上分布最广、再生性最佳的结构性碳水化合物，占地球总生物量的40％。农作物秸秆纤维素含量高，但尚未被良好利用。据报道，全国秸秆总产量已达8亿吨，采用燃烧、还田、加工成饲料的方法尚不能有效利用如此规模的秸秆。另外，当前一斤秸秆收购价通常不超过两毛钱，而劳动力成本却高于一斤秸秆的收购价，导致部分农民出售秸秆的积极性不高。秸秆自身密度小且易腐烂，收集和运输较为困难，提高秸秆的价值成为秸秆有效利用的新途径。

纤维素酶是分解纤维素的一类酶。瑞氏木霉是高效产纤维素酶的真菌，其产生的纤维素酶具有酶系完全，活性高，能分泌到细胞外，便于分离提纯等优点，被广泛应用于能源、食品、医药、饲料和化工等工业领域。根据催化反应功能的不同，纤维素酶可分为内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡聚糖苷酶。内切葡聚糖酶中的β-1,4-葡聚糖内切酶，可在纤维素长链内部随机切割，使纤维素结构松散，同时又能水解产生一定量的纤维二糖和葡萄糖。瑞氏木霉分泌的β-1,4-葡聚糖内切酶约占其胞外蛋白总量的10％，编码该蛋白的基因有egl1、egl2、egl3、egl4和egl5,其中对egl1、egl2和egl3基因的研究较多。目前，我国构建出的egl1和egl2基因工程大肠杆菌表达的β-1,4-葡聚糖内切酶的效果差，尚未构建出能分泌活性β-1,4-葡聚糖内切酶的egl3基因工程大肠杆菌。因此，构建出能分泌β-1,4-葡聚糖内切酶的基因工程大肠杆菌，提高β-1,4-葡聚糖内切酶的产量和质量，以期更好地开发利用纤维素物质资源，实现纤维素物质资源的价值提升，对人类的可持续发展具有重要的应用前景。

发明内容

本发明的目的是利用乳酸乳球菌分泌蛋白基因usp45部分序列和瑞氏木霉β-1,4-葡聚糖内切酶基因egl3中编码成熟蛋白的核苷酸序列形成一种融合基因usp45-egl3，利用该基因构建的工程菌株能高效分泌表达β-1,4-葡聚糖内切酶，属于应用工业微生物。生产的酶制剂安全，能够有效利用纤维素，可用于食品、能源、医药、饲料、纺织、洗涤等工业，具有可观的经济效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种融合基因usp45-egl3，它包含乳酸乳球菌分泌蛋白基因usp45的基因片段和瑞氏木霉β-1,4-葡聚糖内切酶基因egl3中编码成熟蛋白的核苷酸序列，其核苷酸序列为SEQ ID No.1，全长为738bp。

上述的融合基因usp45-egl3核苷酸序列同源性大于50％的核苷酸序列。

上述的融合基因usp45-egl3核苷酸序列的互补序列。

上述的融合基因usp45-egl3在表达β-1,4-葡聚糖内切酶中的应用。

上述的融合基因usp45-egl3所编码的融合蛋白，其氨基酸序列为SEQ ID No.2，全长为245个氨基酸。

同上述融合蛋白的氨基酸序列同源性大于40％的氨基酸序列。