[发明专利]一种酯酶及其应用

说明书

本发明涉及一种酯酶基因的获得及其克隆表达与应用，属于生物工程领域。公开了其底物特性。该酯酶具有广泛的作用，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本发明克隆表达了一种酯酶，并公开了其核苷酸序列和氨基酸序列及酶学性质和应用，属于工业微生物领域。

背景技术

阿魏酸酯酶(Feruloyl esterases，FAEs)又称肉桂酸酯酶，它是一种羧酸酯酶，是能水解阿魏酸甲酯、低聚糖酯酶和多糖阿魏酸酯中的酯键，释放游离阿魏酸的酶。它能切断细胞壁中多糖-多糖、多糖-木质素间的交联，有利于细胞壁物质中多糖的降解和木质素的释放，因此在食品、饲料和造纸工业具有广阔的应用前景。在食品工业中，利用酯酶来降解植物细胞壁中的阿魏酸酯键，可以得到有药用价值和保健功能的游离阿魏酸。而植物性原材料通过酯酶的处理使细胞壁变得疏松，作为饲料工业的原料更容易被禽畜消化利用，作为制浆造纸工业的原料可以减少制浆工序化化学药品的使用，减少污染，并有利于后续工序的进行。

1987年，阿魏酸酯酶在Streptomyces olivochromogenes中被第一次发现。研究表明真菌、细菌、酵母都能分泌阿魏酸酯酶，目前发现的产酶微生物有黑曲霉(Aaspergillusniger)，链霉菌(Streptomyces avermitilis)，梭菌(Clostridium thermocellum)，乳酸杆菌(Lactobacilli sp.)，假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)等，但绝大多数阿魏酸酯酶是从真菌中分离出来的。研究发现一些乳酸杆菌有较强的阿酸酯酶活性，并且已经从中克隆表达出阿魏酸酯酶的基因(Wang,X.K.,et al.(2004).Purification andcharacterization of a feruloyl esterase from the intestinal bacteriumLactobacillus acidophilus.Appl Microbiol Biot 70(4):2367-2372；BiochemicalProperties of Two Cinnamoyl Esterases Purified from a Lactobacillus johnsoniiStrain Isolated from Stool Samples of Diabetes-Resistant Rats，Appl MicrobiolBiot，2009，5(15)，5018–5024；)。之前有报道芽孢杆菌也有阿魏酸酯酶活性(J.DonaghyáP.F.KellyáA.M.McKay(1998).Detection of ferulic acid esterase production byBacillus spp.and lactobacilli.Appl Microbiol Biotechnol 50:257-260)，但未有相关的基因及蛋白序列报道。我们在前面的三个专利(201610158987.9,201610154877.5,201610154846.X)中已经公布了解淀粉芽孢杆菌中的相关基因序列。本专利进一步公开了一株芽孢杆菌中的一种新型阿魏酸酯酶。与NCBI数据库比对发现，该酯酶与短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)中的假设的酯酶相似度最高。

发明内容

本发明从芽孢杆菌中克隆得到了一个新型的酯酶基因，利用大肠杆菌工程菌异源表达，公开了其相关的酶学特性。并用它进行了阿魏酸提取的应用。

本发明的技术方案如下：

1、菌株

本发明酯酶基因的来源菌株为：Bacillus sp.SYBC hb4(由中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号CCTCC NO:M2015018)。

2、酯酶基因的克隆

提取Bacillus sp.SYBC hb4菌体基因组总DNA。设计特异性引物，应用PCR方法，扩增出酯酶基因全长编码框序列。并构建重组质粒。

3、酯酶表达与纯化