[发明专利]一种低温碱性果胶裂解酶及其编码基因和应用

说明书

本发明提供了一种低温碱性果胶裂解酶及其编码基因和应用，该裂解酶具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或该裂解酶具有在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列基础上缺失、置换、插入或添加一个至几个氨基酸的衍生序列并且具有低温碱性果胶裂解酶活性。本发明所述的低温果胶裂解酶具有反应温度低、pH耐受性好等优点，最适天然底物为来源于橙皮的果胶，同时可以广泛应用于果胶的酶解。

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体而言，涉及一种低温碱性果胶裂解酶及其编码基因与应用。

背景技术

果胶酶是催化水解果胶质的一类复杂的酶的总称。果胶酶来源非常广泛，如细菌，酵母菌，真菌和放线菌素。碱性蛋白主要来自芽孢杆菌属。

果胶酶的分类可以遵循以下四个标准：(1)果胶、果胶酸或低聚半乳糖醛酸是否为其优先底物；(2)这些底物是被反式消去作用还是水解；(3)切割方式是任意的还是发生在末端方向；(4)作用适宜pH(酸性或碱性果胶酶)。

以果胶为底物的酶可分为果胶酯酶和果胶解聚酶两大类。果胶酯酶随机切除甲酯化果胶中的甲酯，果胶解聚酶则降解果胶糖苷键。果胶解聚酶根据酶的作用机理又可分为果胶水解酶和果胶裂解酶。果胶水解酶专一性的水解果胶糖苷键，形成饱和低聚半乳糖醛酸；果胶裂解酶催化果胶半乳糖醛酸残基的C-4和C-5位上发生氢的反式消去完成糖苷键的裂解，产生不饱和低聚半乳糖醛酸，分子结构中的不饱和共轭体系可在A₂₃₅产生吸收峰。

果胶酶的潜在用途包括果汁和葡萄酒的提取和澄清，蔬菜的浸渍，棉织物的冲洗，亚麻的脱胶，植物纤维的脱胶，咖啡和茶发酵，家禽饲料，油提取和预处理含有果胶物质的废水。对于棉纤维的纺织加工和生物清洗，植物韧皮纤维的脱胶，植物纤维的浸渍，生物漂白和造纸，其中高温高pH过程是常见的。可以专门针对非纤维素材料，减少或消除使用苛性化学物质，降低环境负荷，同时保持原料的完整性和强度，并且与常规碱性工艺一样有效。因此，使用果胶酶的酶法是这一努力中潜在的有价值的候选者，因为它们可以减少目前使用的有毒化学物质的量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的低温碱性果胶裂解酶与其编码基因及其应用。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得了如下技术方案：

一种低温碱性果胶裂解酶，该裂解酶具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或该裂解酶是在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列基础上缺失、替换、插入或/和添加一个至几个氨基酸的保守性突变而获得的保守性变异体。

需要说明的是，本发明所提供的果胶裂解酶属于果胶裂解酶6超家族，是一种能以β-消除反应的方式，作用于以聚半乳糖醛酸、苹果来源果胶、橙皮来源果胶、或不同酯化程度果胶，完成糖苷键的裂解，产生不饱和低聚半乳糖醛酸的果胶酶。SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列由330个氨基酸残基组成。

为了使上述果胶裂解酶蛋白质便于纯化，可在上述的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列

上述果胶裂解酶蛋白质可以人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述中的果胶裂解酶蛋白质的编码基因可通过将SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中，缺失、置换、插入或添加一个至几个并保持原有酶活性，或者连上表1所示的标签的编码序列得到。

一种低温碱性果胶裂解酶的编码基因，该基因编码：

(a)具有SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的蛋白质；或

(b)具有衍生自缺失、替换、插入/和添加一个至几个氨基酸的SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列并具有果胶酶活性的蛋白质。