[发明专利]一种细菌β-1,3-葡聚糖酶及其编码基因与应用

说明书

本发明提供了一种β‑1,3‑葡聚糖酶及其编码基因与应用。所述β‑1,3‑葡聚糖酶是如下a)或b)或c)：a)氨基酸序列是序列表中序列2第29‑449位的蛋白质；b)在序列表中序列2第29‑449位所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列表中序列2第29‑449位所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的且具有相同功能的蛋白质。还提供了所述β‑1,3‑葡聚糖酶在制备β‑1,3‑葡寡糖和/或高聚合度β‑1,3‑葡寡糖中的应用，以及一种生产高聚合度β‑1,3‑葡寡糖的方法。

技术领域

本发明属于食品生物技术领域，具体涉及一种细菌β-1，3-葡聚糖酶及其编码基因与应用。

背景技术

β-1，3-葡聚糖(β-1，3-glucan)是一种在自然界中分布广泛的高分子多糖，其主链是由葡萄糖残基在C1和C3位上通过β-1，3-糖苷键连接而成。β-1，3-葡聚糖广泛分布于真菌、细菌和植物中，发挥着多种多样的生理功能。自然界中常见的β-1，3-葡聚糖包括昆布多糖、可得然多糖、酵母葡聚糖、香菇多糖、茯苓多糖以及裂褶多糖等。β-1，3-葡聚糖的降解产物β-1，3-葡寡糖(又称为昆布寡糖)是一种新型功能性低聚糖，具有促进肠道益生菌增值、抗肿瘤、降血糖等生物活性，在食品、农业、医学等领域具有广泛的应用前景(AnnMicrobiol，2011，62：307-312；Appl Microbiol Biotechnol，2012，93：525-531)。

内切型β-1，3-葡聚糖酶(endo-β-1，3-glucanase，EC 3.2.1.39；简称β-1，3-葡聚糖酶)又称昆布多糖酶，是一种专一性水解β-1，3-葡聚糖中的β-1，3-糖苷键的酶类。β-1，3-葡聚糖酶从糖链的内侧水解聚糖，产物为一系列不同大小的寡糖。β-1，3-葡聚糖酶具有严格的底物特异性，对含有β-1，4-糖苷键的β-1，3-1，4-葡聚糖水解效率很低。β-1，3-葡聚糖酶分布广泛，主要来源于真菌、细菌、植物及一些低等动物和病毒，具有多种生物学功能(Acta Cryst，2013，D69，2027-2038)。根据碳水化合物代谢酶数据库(Carbohydrate-Active enZYmes Database；http：//www.cazy.org)分类，已发现的β-1，3-葡聚糖酶根据序列进化关系可被归属于7个糖苷水解酶家族(Glycoside Hydrolase；GH)：GH16、17、55、64、81、128和132。微生物是β-1，3-葡聚糖酶的一个主要来源。细菌β-1，3-葡聚糖酶主要属于糖苷水解酶GH16家族。细菌分泌的胞外β-1，3-葡聚糖酶主要用于降解其生长环境中的真菌细胞壁或植物来源的β-1，3-葡聚糖，作为其生长繁殖的能源(J Bacteriol，1995，177：6937-6945)。此外，一些古生菌或线虫内也发现β-1，3-葡聚糖酶(Biochem J，2005，389：117-125)。真菌β-1，3-葡聚糖酶主要属于GH16家族与GH81家族，一般含有信号肽，定位于细胞膜附近，也有一些真菌胞外分泌的β-1，3-葡聚糖酶(J Microbiol Methods，2010，81：6-10；Acta Cryst 2013，D69，2027-2038)。β-1，3-葡聚糖酶在真菌细胞壁部分消解及重塑的过程中发挥着重要作用。真菌β-1，3-葡聚糖酶与几丁质酶、转糖苷酶彼此协同，共同作用于细胞壁中的β-1，3-葡聚糖，完成真菌细胞的细胞壁的分裂及重铸过程(Front Microbiol，2013，4：81)。而植物来源的β-1，3-葡聚糖酶也有许多资料报道(Acta Cryst，2012，D68，713-723)，其通常涉及植物抗真菌机制。公开号CN102174547B的专利显示，将β-1，3-葡聚糖酶基因在植物内重组表达后能够显著提高植物抗真菌的能力。