[发明专利]一种碱性耐盐普鲁兰酶PulA及其基因和应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种碱性耐盐普鲁兰酶PulA及其基因和应用。碱性耐盐普鲁兰酶PulA，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，以及编码上述普鲁兰酶的基因组编码基因PulA，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，以及包含该基因的重组载体和重组菌株。该普鲁兰酶PulA最适pH 9.0，在10.0的时候剩余77%的酶活。该酶最适反应温度50℃，在0.25–3.0 M NaCl存在的情况下剩余50%以上的酶活，且在3 M和4 M NaCl的浓度下非常稳定。本发明的普鲁兰酶具有碱性耐盐的特点，可应用于洗涤剂、食品等工业领域。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种碱性耐盐普鲁兰酶PulA及其基因和应用。

背景技术

淀粉是由α-D葡萄糖单体通过α-1，4-糖苷键或α-1，6-糖苷键聚合而成的高分子化合物。动植物中存在着大量的淀粉。各类植物中含有较高比例的淀粉，淀粉是植物体储存营养物质的一种方式，植物中的淀粉是以球状颗粒的形式贮藏，分布于种子、根、块茎等。

淀粉酶(amylase)是指能水解淀粉和糖原的一类酶的总称。淀粉酶作为一种催化剂，已经被广泛地应用于各个工业领域。大部分的植物、动物、微生物中都含有淀粉酶。根据淀粉酶水解底物产生的糖异构体类型的不同而将其分为α和β淀粉酶。根据淀粉酶的最适反应温度和热稳定性的不同，可将其可分为：高温淀粉酶、中温淀粉酶和低温淀粉酶。根据淀粉酶的最适pH和pH稳定性的不同可将其分为：酸性、中性和碱性淀粉酶。根据淀粉酶水解糖苷键的方式的不同，可将其主要分为：α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、支链淀粉酶等。

普鲁兰酶是一类淀粉脱支酶，能够专一性水解糖原和支链淀粉分支点中的α-1，6-糖苷键，切下支链淀粉的整个侧链将其变成直链淀粉。普鲁兰酶与异淀粉酶有所不同，普鲁兰酶能够水解由两到三个葡萄糖残基构成的侧链而异淀粉酶却不能。按水解位点的不同，普鲁兰酶可分为两种类型，一种是Ⅰ型普鲁兰酶，专一性水解α-1，6-糖苷键；另一种是Ⅱ型普鲁兰酶，也被称为淀粉普鲁兰酶，其同时具有水解α-1，6-糖苷键和内切低聚糖α-1，4-糖苷键的能力。普鲁兰酶作为一种重要的糖苷水解酶，在淀粉加工、葡萄糖浆生产、啤酒生产和医药化工等方面具有巨大的应用价值。

目前已报导的产普鲁兰酶的微生物很多，其中大部为细菌，如芽胞杆菌、微小杆菌和嗜冷希瓦氏菌属等。此外，还有部分普鲁兰酶从嗜热古菌和真菌中被发现。因为淀粉的糖化过程需要在较高的温度(55～60℃) 、微酸性条件下(pH 4.5～5.5) 进行，酸性普鲁兰酶在糖浆工业中可提高利用率、降低粮耗和提高产品质量，从而目前报道较多的普鲁兰酶大都是酸性酶。碱性普鲁兰酶在洗涤剂工业中具有重要的应用前景。然而目前对于碱性普鲁兰酶的研究报导很少。此外，关于碱性普鲁兰酶的专利也鲜有报导。

本发明从大布苏盐碱湖底泥中分离了一株能够产碱性耐盐普鲁兰酶的嗜盐嗜碱菌Alkalibacteriumsp.，利用分子生物学和基因工程的方法获得了该碱性耐盐普鲁兰酶的编码基因，并对该基因进行了重组表达，重组酶具有在碱性条件下高活性和高稳定性的特点。此外，该酶具有很好的盐耐受性和稳定性，在4 M NaCl存在的情况下还剩余45%以上的酶活。此外，该酶对普鲁兰糖的水解产物为三糖，表明该酶为I型普鲁兰酶。因此，该普鲁兰酶所具有的碱性耐盐的特点，在洗涤剂和食品工业领域具有很大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱性耐盐普鲁兰酶PulA及其基因和应用。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。

本发明的另一目的是提供包含上述基因的重组菌株。

本发明的另一目的是提供一种制备上述碱性耐盐普鲁兰酶的基因工程方法。

本发明的另一目的提供上述碱性耐盐普鲁兰酶的应用。