[发明专利]一种碱性纤维素酶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种碱性纤维素酶及其制备方法和应用。本发明的碱性纤维素酶的基因来源于真正的碱性纤维质环境碱性腌竹池，碱性纤维素酶具体制备方法为：通过分子生物学手段获取样品的宏基因组；再高通量测序获得碱性纤维素酶的基因序列；然后将碱性纤维素酶基因扩增并整合至表达载体中，该载体转化宿主细胞；最后再培养已转化的细胞得到的发酵液中提取即得。本发明的碱性纤维素酶核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，与现有纤维素酶相似性不超过49％，在中碱性PH条件下具有较高酶活，应用于纺织抛光亦有很好效果，在纺织、洗涤、造纸等行业应用效果也很明显。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种碱性纤维素酶及其制备和应用。

背景技术

纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，绝大多数由绿色植物通过光合作用合成。微生物对纤维素的降解、转化是自然界中碳素转化的主要环节。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的多组分酶的总称。目前，纤维素酶产品广泛应用于纺织、饲料、酿造、制药、造纸等行业，尤其是在纺织行业的应用范围目前正在不断扩大。

纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产生纤维素酶。主要的有：康氏木霉、里氏木霉、黑曲霉、斜卧青霉、芽孢杆菌等。丝状真菌产生的纤维素酶一般在酸性或中性偏酸性条件下水解纤维素底物，而嗜碱细菌产生的纤维素酶在碱性范围起作用。丝状真菌产生的纤维素酶往往酶系齐全，包括β-1,4-外切葡聚糖酶，β-1,4-内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶，其作用于织物强度较大，造成失重率较高，织物成品容易损坏。碱性纤维素酶是β-1,4-内切葡聚糖酶，其作用于纤维素的非结晶区，对织物损伤较低。

针对碱性纤维素酶，以往的研究常常是在富含纤维素的土壤腐殖质中寻找具有碱性特性的酶，或是在碱性的盐湖等环境中寻找耐碱性菌株，测试其纤维素降解能力；换言之，以往筛选菌株所选取的环境样品，往往并不同时具备碱性与富含纤维素这两个条件。通过传统筛菌方式获得碱性纤维素酶必须基于在实验室能够成功分离并培养该菌株，而一些不能实验室培养的微生物很有可能存在一些稀有或特殊的碱性纤维素酶。

发明内容

鉴于此，有必要针对上述问题提供一种碱性纤维素酶基因及其制备和应用，利用宏基因组分子手段从真正的碱性纤维质环境碱性腌竹池中直接分离获取碱性纤维素酶基因，并在工程酵母中进行重组表达得到的一种新的碱性纤维素酶基因。

本发明通过以下技术方案实现：

一种碱性纤维素酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

进一步的，所述碱性纤维素酶的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

进一步的，所述碱性纤维素酶与现有纤维素酶相似性不超过49％。

一种碱性纤维素酶的制备方法，包括：

1)分析选择取样地，采样，通过分子生物学手段获取样品的宏基因组；

2)对1)中宏基因组进行高通量测序获得碱性纤维素酶的基因序列；

3)将2)所得的碱性纤维素酶基因扩增并整合至表达载体中，并用该载体转化宿主细胞；

4)培养3)中已转化的细胞得到含有重组碱性纤维素酶的发酵液；

5)从4)中发酵液中制得碱性纤维素酶。

进一步的，所述方法还包括步骤6)：测试分析碱性纤维素酶的酶学性质。

进一步的，所述步骤1)中，样品来源于碱性腌竹池。

进一步的，所述步骤3)中，宿主细胞包括酿酒酵母、马克思克鲁维酵母、汉逊氏酵母、克鲁维酵母等。优选毕赤酵母。

进一步的，上述碱性纤维素酶在纺织布抛光领域的应用。