[发明专利]一株高产内切β-1,4-葡聚糖酶的绿色木霉及其应用

说明书

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一株高产内切β‑1,4‑葡聚糖酶的绿色木霉突变菌株及其液体发酵产酶方法。所述绿色木霉菌株具体为绿色木霉(Trichoderma viride)GG‑242，保藏编号为CGMCC No.14135。以该菌株作为生产菌株发酵生产β‑1,4‑葡聚糖酶的发酵液酶活达到3400mL‑3800U/mL；该突变菌株发酵得到的内切β‑1,4‑葡聚糖酶最适pH范围4.5‑5.5，最适作用温度范围是45℃‑55℃，60℃保温4d后剩余酶活为74.6％，具体良好的耐酸性和耐热性，可广泛应用于纺织领域，对针织面料、梭织面料和牛仔面料的处理效果显著，还能缩短工时，降低生产成本。

技术领域：

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及一株高产内切β-1,4-葡聚糖酶(EG，EC3.2.1.39)的绿色木霉突变菌株及其液体发酵产酶方法。

背景技术：

纤维素是由β-1,4-糖苷键连接而成的D-吡喃式葡萄糖聚合物，是地球上最丰富且可再生的资源。据估计，地球上每年光合作用产生1.5×10¹¹亿吨纤维素。多数情况下，要高值化利用纤维素首先必须通过纤维素酶对其进行有效降解。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称，纤维素酶可被分为三个亚类的酶：1,4-β-D-葡聚糖水解酶(“内切葡聚糖酶”或“EG”)；1,4-β-D-葡聚糖纤维二糖水解酶(“外切葡聚糖酶”、“纤维二糖水解酶”或“CBH”)；和β-葡糖苷酶(“β-D-葡糖苷-葡糖苷水解酶”、“纤维二糖酶”或“BG”)。这些酶共同作用以催化含纤维素的底物的水解。内切葡聚糖酶随机地攻击内部部分并主要攻击纤维素的无定形区域，主要产生较短的纤维素链。外切葡聚糖酶通过结合葡聚糖末端并从纤维素聚合物的末端主要释放纤维二糖(水溶性β-1,4-连接的葡萄糖二聚体)而逐渐缩短葡聚糖分子。β-葡糖苷酶将纤维二糖分裂为两个单位的葡萄糖。

产生纤维素酶的微生物存在若干类型，包括真菌、放线菌和细菌。来自丝状真菌木霉(Trichoderma sp.)、青霉(Penicillium sp.)、毁丝霉(Myceliophthora sp.)和金孢(Chrysosporium sp.)等菌株的纤维素酶在水解纤维素中是尤其多产的，并且来源于这些菌株的纤维素酶先前已用来水解纤维素。

如专利号为ZL2013107166785的中国发明专利《纤维素酶及其制备》公布了一种纤维素酶及其制备方法，该酶由一株保藏编号为CCTCC M2013540的里氏木霉(Trichodermareesei)菌株发酵生产，所述菌株产纤维素酶的最适pH3.0-6.0，最适温度为23～35℃。所述菌株的种子液接种于发酵培养基中，25℃培养104小时，发酵液纤维素酶的外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和滤纸酶活力分别达到680U/mL、1389U/mL、486U/mL和792U/mL。

如申请号为201310571925.7的中国发明专利申请《一株高产纤维素酶的黑曲霉》公开了一株高产纤维素酶的黑曲霉，保藏编号为CGMCC No.7927。所述黑曲霉菌发酵96小时后纤维素酶的外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和滤纸酶活力分别达到620U/mL、1289U/mL、456U/mL和732U/mL。

然而，这些酶的生产成本和在某些工业条件下的水解效率低下，因此目前现有技术中EG难以满足工业生产的需求。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明选育出一株高产内切β-1,4-葡聚糖酶的绿色木霉菌株，其发酵产品具有良好的耐酸性和耐热性，生产成本低廉，对大规模推进各行业的机械化具有重大意义。

所述的高产内切β-1,4-葡聚糖酶的绿色木霉菌株具体为绿色木霉(Trichodermaviride)GG-242，该菌株已于2017年7月13日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏编号为CGMCC No.14135。