[发明专利]一种玉米赤霉烯酮毒素降解酶ZENdease‑N1及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及酶工程领域。更具体地，涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶及其编码基因与应用。

背景技术

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)主要是由镰刀菌属(Fusarium species)产生的次生代谢物，是世界上污染范围最广的一种镰刀菌毒素，易受ZEN污染的粮食作物包括玉米、大麦、小麦、高粱和黑麦等。ZEN的化学名称为6-(10-羟基-6氧基-十一碳烯基)β-雷锁酸内酯，其结构与雌性激素雌二醇(estradiol)的结构相似，ZEN能够与动物细胞膜上的雌激素受体(estrogen receptor，ER)结合，引起ER的构象改变，ZEN/ER复合物被进一步转移至细胞核内，与雌激素效应元件结合，调节靶基因的转录与翻译，进而影响细胞的生长和分裂。ZEN被摄入到哺乳动物体内，可引起哺乳动物阴道炎、假发情及发情周期延长、流产、不育以及畸形等的“高雌性激素症”(hyperestrogenism)。ZEN通过食物链在人体内蓄积，可导致性早熟，甚至引起乳腺癌、食管癌等发病率增加，对人类健康造成巨大威胁。

目前，国内外ZEN的去毒方法主要有物理去除、化学处理等。对已经污染ZEN真菌毒素谷物的物理、化学处理方法主要有：冲洗和漂洗、热处理、离子辐射、无机吸附、化学试剂的处理及臭氧氧化等。但是，物理化学脱毒效率并没有预期的高，且改变了食品的品质，易造成营养物质的流失，且欧盟不允许在食品生产过程中应用化学方法消除真菌毒素。

微生物降解法消除ZEN污染是利用微生物在代谢过程中产生的酶与ZEN作用，破坏ZEN分子的毒性基团，使其被降解或转化为无毒产物的过程。生物降解法降解ZEN特异性强、ZEN分子被转化效率高、不会引起环境污染，可科学有效的消除粮食作物中的ZEN污染，具有极好的应用前景

因此，提供一种可有效降解ZEN的酶类具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种玉米赤霉烯酮降解酶及其编码基因，该酶可以降解玉米赤霉烯酮(ZEN)。

本发明的第二个目的在于提供一种表达上述玉米赤霉烯酮降解酶的方法。

本发明的第三个目的在于提供一种上述玉米赤霉烯酮降解酶的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种玉米赤霉烯酮降解酶，被命名为ZENdease-N1，来源于杨盘二孢菌(Marssonina brunnea)，所述玉米赤霉烯酮降解酶为如(a)或(b)所示的蛋白质：

(a)由序列表SED ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

(b)由序列表SED ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸的取代和/或缺失和/或插入而衍生得到的具有降解玉米赤霉烯酮活性的蛋白质。

其中，所述序列表SED ID NO.1所示的氨基酸序列由286个氨基酸残基组成。

在本发明中上述玉米赤霉烯酮降解酶的编码基因也属于本发明的保护范围，所述编码基因如(a)或(b)所示：

(a)如序列表SED ID NO.2所示的核苷酸序列；

(b)编码如序列表SED ID NO.1所示氨基酸序列的核苷酸序列。

其中，本发明中序列表SED ID NO.2所示的核苷酸序列由861个碱基组成，其编码序列为自5’端第1到第861位碱基，编码具有序列表SED ID NO.1所示的氨基酸序列的蛋白质。

需要注意的是，含有本发明上述编码基因的表达载体、细胞系、工程菌及宿主菌均属于本发明的保护范围。

本发明还提供了一种表达玉米赤霉烯酮降解酶的方法，是将含有上述玉米赤霉烯酮降解酶编码基因的重组表达载体导入宿主细胞，表达得到玉米赤霉烯酮降解酶。

其中，所述宿主包括但不限于大肠杆菌、酵母菌、哺乳动物细胞、昆虫细胞、枯草杆菌、芽孢杆菌或乳杆菌等；优选为大肠杆菌，更优选的为大肠杆菌BL21。

用于构建所述重组大肠杆菌及重组酵母表达载体的出发载体可为在上述宿主中表达外源基因的表达载体，如可在大肠杆菌中表达的PET载体，以及在巴氏德毕赤酵母(Pichia pastoris)中表达的pPIC9K、pPIC9、pPIC3.5K等。

上述重组表达载体均可按常规方法构建。

本发明还提供了所述玉米赤霉烯酮降解酶在降解玉米赤霉烯酮中的应用。

本发明的有益效果如下：

本发明得到的玉米赤霉烯酮降解酶可对粮食中真菌毒素玉米赤霉烯酮进行降解，对控制粮食污染起到有效的作用。

附图说明