[发明专利]一种高产果胶裂解酶的黑曲霉菌株

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种高产果胶裂解酶的黑曲霉菌株。申请人首先敲除了黑曲霉（Aspergillus niger）中糖化酶、α淀粉酶、高峰淀粉酶和葡聚糖酶四个基因，得到新的宿主菌黑曲霉Su‑4，然后在该菌株中过表达果胶裂解酶基因，并进一步通过紫外诱变的方法筛选获得一株高产果胶裂解酶的突变菌株，保藏编号为CCTCC NO:M2017748，能大幅度提高果胶裂解酶的表达量，有利于该酶的广泛应用。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体内容涉及一株高产果胶裂解酶的黑曲霉菌株及其应用。

技术背景

果胶酶(pectinase)是分解果胶物质的一类酶，它可以将果胶质降解为聚半乳糖醛酸等物质。果胶酶广泛分布于微生物与植物中，而在某些昆虫及原生动物中也有发现。目前国际上公认的果胶酶分类是将果胶酶分为果胶醋酶(pectinesterase)、原果胶酶(protopectinase)、聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase)以及果胶裂解酶(lyase)。

果胶裂解酶又称为反式消去酶，是果胶酶的重要组成部分，能催化聚半乳糖醛酸α-1，4 键的断裂，是一种能降解植物细胞壁，导致植物组织软化甚至死亡的解聚酶。果胶裂解酶作用于半乳糖醛酸的第5位β-碳原子，使β-碳原子上的氢原子转移到糖苷键的氧原子上，糖苷键断裂，在半乳糖醛酸的C-4和C-5之间形成双键。果胶裂解酶在果汁澄清、酶法浸解、酶法提取果汁技术方面的应用广泛，特别是在食品行业中果汁、果酒的澄清及提高水果出汁率等方面具有重要作用。近期研究发现，果胶裂解酶还可以用于植物病毒的纯化、纸浆漂白剂纺织品的生物精炼等，为果胶裂解酶在减少环境污染和降低能源消耗方面的研究指明了新方向。

一直以来，果胶酶的工业化生产采用的都是微生物发酵的方法。产果胶酶的真菌主要囊括了Aspergillus，Fusarium，Kluyvermyoes，Penicillum，Geotricbum，Rhizopus等。其中，常用于工业生产的是曲霉属的菌种，主要有Aspergillus niger，Aspergillusnidulans，Aspergillus ustus，Aspergillusflavipes，Aspergillussydowii等。产果胶酶的细菌主要囊括了Pseudomaonas， Ervinia，Xanthomonas，Bacillus，Clostridium等。

黑曲霉(Aspergillus niger)是国际公认的安全菌株，可广泛应用于食品用酶制剂的生产。目前已有的黑曲霉菌株中果胶裂解酶的产量仍不高，导致用酶成本偏高，因此如何通过现有技术改造黑曲霉生产菌株，提高果胶裂解酶的产量，以促进酶工业和食品工业的进一步发展是本领域的研究重点。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一株高产果胶裂解酶的黑曲霉菌株。申请人首先敲除了黑曲霉(Aspergillus niger)中糖化酶、α淀粉酶、高峰淀粉酶和葡聚糖酶四个基因，得到新的宿主菌黑曲霉Su-4，然后在该菌株中过表达果胶裂解酶基因，并进一步通过紫外诱变的方法筛选获得一株高产果胶裂解酶的突变菌株，能大幅度提高果胶裂解酶的表达量，有利于该酶的广泛应用。

本发明一方面涉及一种新的宿主细胞黑曲霉Su-4(Aspergillus niger Su-4)，其缺失了糖化酶、α淀粉酶、高峰淀粉酶和葡聚糖酶四个基因。

所述糖化酶基因的编码核苷酸序列为SEQ ID NO:3；

所述α淀粉酶基因的编码核苷酸序列为SEQ ID NO:4；

所述高峰淀粉酶基因的编码核苷酸序列为SEQ ID NO:5；

所述葡聚糖酶基因的编码核苷酸序列为SEQ ID NO:6；

本发明另一方面涉及一种重组菌株，是将携带有果胶裂解酶基因的表达载体转化入上述宿主细胞获得的。