[发明专利]一种类芽孢杆菌甲壳素酶及其应用

说明书

本发明公开了一种类芽孢杆菌甲壳素酶及其应用。该类芽孢杆菌甲壳素酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码该类芽孢杆菌甲壳素酶的基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明利用大肠杆菌表达系统，可高效可溶性表达该甲壳素酶。然后，利用以该酶和另一种甲壳素酶的混合酶溶液为催化剂，协同水解离子液体预处理后的蟹壳粉，和单一酶催化过程相比，双酶协同催化的酶解效率提高了1.3‑3.5倍。因此，该甲壳素酶及其协同另外一种甲壳素酶在蟹壳粉酶解过程中的应用，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种类芽孢杆菌甲壳素酶及其应用。

背景技术

甲壳素酶（Chitinase, EC.3.2.1.12）是一类可水解甲壳素中β-1,4糖苷键的水解酶，主要存在于细菌、真菌及植物中。根据其结构特征，可分为糖苷水解酶（Glycosidehydrolase, GH）18和19两个家族，大部分细菌来源的甲壳素酶属于GH18家族，而GH19家族甲壳素酶主要为植物来源。甲壳寡糖是甲壳素经甲壳素酶水解得到的低聚糖，在医药、食品保健和植物防御等方面的应用已经被发掘，并已成为甲壳素研究的一个热点。在工业上，常用化学法（强酸、强碱）和物理法对甲壳素类生物大分子进行水解以制备甲壳低聚糖，但这两种方法制备的壳寡糖产品性质不稳定、降解条件难以控制，且化学法对环境污染较严重。酶法转化甲壳素为下游壳聚糖及壳寡糖类产品，是降低传统化学法对环境造成污染的一个有效的解决途径。蛋白酶及纤维素酶等非特异性酶的使用，虽然能在一定程度上缓解以上状况，但专一性的不足限制了此类酶制剂的使用。因此，研发高活性的甲壳素酶对壳寡糖类产品的工业生产具有重要意义。

自然界中，多菌种混合发酵在纤维素类生物质的水解中发挥重要作用，而在此过程中，产生多种生物酶可实现对纤维素的高效利用。多酶协同催化可弥补单一酶制剂催化过程中的不足，同时可能存在的互相促进作用可进一步实现底物水解效率的最大化。

本发明研究人员前期从本课题组筛选的一株产甲壳素酶菌株中克隆得到一个甲壳素酶PpChi1，在前期工作基础上，本发明从该菌株中克隆的到另一个甲壳素酶，实现其可溶性表达，对其进行表征，并考察了两种甲壳素酶协同水解甲壳素制备甲壳寡糖的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种类芽孢杆菌甲壳素酶及其应用，旨在提供一种高效降解甲壳素制备壳寡糖的方法，克服目前现有技术的不足。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下。

一种类芽孢杆菌甲壳素酶，所述类芽孢杆菌甲壳素酶的氨基酸序列如SEQ IDNO.1 所示。

优选的，编码该类芽孢杆菌甲壳素酶的基因的核酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选的，制备该类芽孢杆菌甲壳素酶的方法包括以下步骤：

将SEQ ID NO.2 所示的类芽孢杆菌甲壳素酶基因(PpChi2)与表达载体连接，构建重组载体，然后将重组载体转入表达菌株中，诱导并获得可胞内可溶性表达的类芽孢杆菌甲壳素酶。

优选的，所述类芽孢杆菌甲壳素酶基因来源于类芽孢杆菌菌株CS0611(分类命名为Paenibacillus pasadenensis CS0611，保藏单位为中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M2014458，保藏日期为 2014年10月8日)，为本实验室筛选得到，其全基因组测序由深圳华大基因完成。

进一步优选的，所述表达载体为pET-22b,pET-28a及pET-30a中的一种。

进一步优选的，所述表达菌株为大肠杆菌BL21(DE3)。