[发明专利]一种纤维素酶突变体及其应用

说明书

本发明涉及酶制剂领域，具体涉及一种纤维素酶突变体及其应用。所述的纤维素酶突变体相较于野生型，其与纤维织物结合的CBD结构域发生了替换，替换后突变体的除毛和起花效果均优于野生型，取得了意料不到的技术效果。本发明提供的纤维素酶突变体可广泛应用于纺织加工领域，在pH 4.0‑8.5范围内应用，效果良好；除毛干净，对织物强力损失小；牛仔水洗，起花小，花点较小，批差稳定；且相同酶活的纤维素酶突变体的应用效果显著优于野生型，能大大节约生产成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及酶制剂领域，具体涉及一种纤维素酶突变体及其应用。

背景技术

纤维素是地球上分布最广、蕴藏量最丰富的生物质，也是最廉价的可再生资源。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称，这组酶可以水解β-1,4-葡萄糖苷键，使得纤维素转变为纤维二糖和葡萄糖，纤维素酶属于一种复杂的复合物，被称为纤维素酶系。它们之间相互发生协同作用，分解纤维素产生寡糖和纤维二糖，最终水解为葡萄糖。纤维素酶属于糖苷水解酶，传统上被分为3类：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶(即纤维二糖水解酶)和β-葡萄糖苷酶。

1906年，Seilliere在蜗牛的消化液中发现了纤维素酶，至今已有一百余年。随着工业的发展，纤维素酶可广泛用于食品、纺织、饲料、酿酒、石油勘探、中药成分提取等众多领域，特别是在纺织、洗涤、造纸和生物能源等工业应用上具有重要地位。

纺织工业是传统意义上的高污染行业，在追求人与环境和谐相处的今天，寻找高效率、低污染的新型纺织技术成为了一个必须解决的难题。当今的服装潮流更是追求工艺低污染、面料纯天然、穿着舒适轻盈，而纤维素酶在纺织工业上应用广泛，有着不可替代的优势和良好的发展前景。从20世纪90年代开始，酸性纤维素酶用于牛仔布的水洗整理，从而开始了纤维素酶在工业上的大规模应用，这也是目前纤维素酶应用最成功、用量最大的领域。在牛仔布的水洗整理上酸性纤维素酶具有用量少、效果快的特点，但服装返染严重；后续开发的中性纤维素酶反应条件温和而且不易返染，织物档次得到提高，已普遍代替酸性酶。但在棉织物的整理上，如去球、脱毛以及增柔等，酸性纤维素酶特别是木霉产生的纤维素酶仍具有更多的优势。利用纤维素酶对棉织物的整理并不需要纤维素酶的所有组分，如进行棉织物的脱毛、去球等整理，仅有内切酶就可产生明显的效果，但是棉织物的减量也较严重，影响了织物的强度，通过基因工程改变内切酶和外切酶的比例，可以在一定程度上解决这个问题。因此，通过基因工程手段开发更高效、低价、低污染的纤维素酶，是目前纺织行业亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维素酶突变体及其高效重组表达菌株。本发明通过对来源于Staphylotrichum coccosporum的纤维素酶进行蛋白质工程改造，获得了一种突变体蛋白，其在纺织除毛和水洗中的应用效果得到显著的提高，可广泛应用于纺织工业领域。

本发明一方面提供了一种纤维素酶突变体，是氨基酸序列为SEQ ID NO：1的纤维素酶第208-295位氨基酸序列替换成特异腐质霉(Humicola insolens)来源的纤维素酶的CBD(Cellulose Binding Domain，纤维素结合域)序列。

所述特异腐质霉(Humicola insolens)来源的纤维素酶的CBD序列为SEQ ID NO：3，其编码基因的核酸序列为SEQ ID NO：4。

所述纤维素酶突变体的氨基酸序列为SEQ ID NO：5，其编码基因的核酸序列为SEQID NO：6。

本发明另一方面提供了携带有编码序列为SEQ ID NO：6的纤维素酶突变体基因的重组质粒。

本发明还涉及一种工程菌株，其携带有上述重组质粒。

所述工程菌株为里氏木霉(Trichoderma reesei)。

本发明还涉及上述纤维素酶突变体在纺织领域中的应用。