[发明专利]玉米赤霉烯酮水解酶ZHD101突变体及利用该突变体水解玉米赤霉烯酮的方法

说明书

本发明涉及玉米赤霉稀酮水解酶ZHD101突变体及利用该突变体水解玉米赤霉烯酮的方法。所述突变体是通过在野生型玉米赤霉稀酮水解酶ZHD101的三个关键位点处引入突变而得到。本发明中的ZHD101突变体与野生型ZHD101相比，在酸性条件(pH 5.5)下对ZEN水解的比活提高了至少75％；并且，与野生型ZHD101相比，在酸性条件(pH 5.5)下对ZEN水解的催化效率(k_cat/K_M)也可提高多达40％。由此，为进一步提高酶催化活性和实现酸性条件下的工业应用奠定了基础。

技术领域

本发明涉及玉米赤霉烯酮水解酶ZHD101突变体及利用该突变体水解玉米赤霉烯酮的方法。具体而言，本发明涉及一种经过基因改造和蛋白质工程化得到的在酸性条件下仍具有出色活性的玉米赤霉烯酮水解酶ZHD101突变体及利用该突变体水解玉米赤霉烯酮的方法。

背景技术

真菌毒素是真菌的次级代谢产物，很多真菌毒素具有致畸、致癌、产生神经毒性、引发免疫抑制的作用，对于全球食品安全的负面影响不容忽视(Kabak B,Dobson ADW,VarI.Strategies to Prevent Mycotoxin Contamination of Food and Animal Feed:AReview.Critical Reviews in Food Science and Nutrition 2006；46:593-619)。玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)是由镰刀菌属(Fusarium)真菌产生的具有雌性激素毒性的非类固醇毒素，具有二羟基苯甲酸内酯结构(Zinedine A,Soriano JM,MoltóJC,J.Review on the toxicity,occurrence,metabolism,detoxification,regulations andintake of zearalenone:An oestrogenic mycotoxin.Food and Chemical Toxicology2007；45:1-18)。ZEN在全世界谷物中广泛分布且稳定存在，因而成为污染饲料和谷物深加工食品的主要真菌毒素。ZEN的热稳定性较好(Marin S,Ramos AJ,Cano-Sancho G,SanchisV.Mycotoxins:Occurrence,toxicology,and exposure assessment.Food and ChemicalToxicology 2013；60:218-237)，在110℃下加热12天仍没有明显分解迹象(Lauren DR,Smith WA.Stability of the Fusarium mycotoxins nivalenol,deoxynivalenol andzearalenone in ground maize under typical cooking environments.FoodAdditivesContaminants 2001；18:1011-1016)。ZEN对人和动物具有生殖毒性，人和动物长期摄入被ZEN污染的食物可引发雌性激素过多症，导致生殖器官的病变或功能障碍；ZEN还具有强致癌性，通过在生物体内聚积，会导致细胞内染色体异常，诱导肿瘤，促使癌细胞在组织器官中的形成与扩散，引起乳腺癌、食管癌等发病率增加(Yu Z,Hu D,Li Y.Effectsof zearalenone on mRNAexpression and activity of cytochrome P450 1A1and 1B1inMCF-7cells.Ecotoxicology and Environmental Safety 2004；58:187-193)；ZEN本身还具有免疫毒性，能阻止淋巴细胞的正常增殖和发挥免疫功能(Berek L,Petri IB,MesterházyTéren J,Molnár J.Effects of mycotoxins on human immune functions invitro.Toxicology in Vitro 2001；15:25-30)。因此，解决ZEN污染问题已经成为保证食品安全和维护人体健康的当务之急。一方面，需要加强农作物生产收获各个时期的管理，尽量避免农作物感染真菌；另一方面，对已经产生的ZEN污染，需要积极开发使其降解与脱毒的技术。