[发明专利]一种具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其编码基因及其应用

说明书

本发明公开了一种具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其编码基因及其应用，其中生淀粉水解酶名称为AmyZ1，其氨基酸序列为如下序列中的一种：(1)序列表中的SEQ ID No：2；(2)序列表中的SEQ ID No：2经取代、缺失或添加一个或几个氨基残基且编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。本发明生淀粉水解酶来自海洋细菌Pontibacillus sp.ZY，具有高比酶活力，其对生淀粉及可溶性淀粉均具有高比酶活；且可于较低温度条件下，高效水解20‑30％的高浓度生淀粉，具有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其编码基因及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

α-淀粉酶(α-amylase，EC 3.2.1.1)可作用于淀粉、多糖及寡糖内部的α-1,4-葡萄糖苷键，产生α-异头物构型保留的低聚麦芽糖和葡糖糖。α-淀粉酶在淀粉转换成低聚糖的过程中起着非常重要的作用，因此对于以淀粉作为基本能量来源的有机体来说是至关重要的。另外，α-淀粉酶是苷水解酶类中一类重要的工业用酶，其被广泛应用于食品加工、污水处理、制药工业、酿酒工业、新型生物能源应用方面。

淀粉是一种廉价的能源物质，已广泛用于工业生产中。传统的淀粉降解主要包括淀粉糊化和淀粉酶解两个步骤。天然的生淀粉颗粒不能被普通的淀粉降解酶直接降解，只有通过高温糊化破坏生淀粉颗粒的结构，促使生淀粉变为熟淀粉，淀粉长链才能被淀粉降解酶有效切断。酶促淀粉转化的传统过程需要高能量输入并导致淀粉基产品的成本增加。为了节省能量和成本，能够在较低温度下水解高浓度生淀粉的α-淀粉酶引起了越来越多的关注。在已发现的α-淀粉酶中，只有不足10％的酶具有降解生淀粉的能力。此类酶直接作用不经糊化的生淀粉，可有效的简化现代发酵工业中的生淀粉的前期处理过程。至今，已从Bacillus sp.，Aspergillus sp.，Geobacillus sp.和Rhizopus sp.等种属微生物中发现了具备生淀粉水解能力的α-淀粉酶，能有效的降解小麦、玉米、马铃薯等生淀粉，但水解生淀粉的反应多在60℃以上高温条件下进行，或者通过延长反应时间以提高水解率。本发明AmyZ1淀粉酶能够在30～35℃水解20～30％底物浓度的生淀粉，反应4h后，大米、玉米、小麦等的水解率可达到37％以上，十分高效节能，具有潜在应用价值。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种具有高比酶活力的生淀粉水解酶、其编码基因及其应用。

本发明具有高比酶活力的生淀粉水解酶，名称为AmyZ1，为海洋细菌来源，其原始来源于中国南海永兴岛针叶藻海底沉积物样品中筛选的Pontibacillus sp.ZY菌株，其氨基酸序列为如下序列中的一种：

(1)序列表中的SEQ ID No：2；

(2)序列表中的SEQ ID No：2经取代、缺失或添加一个或几个氨基残基且编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。

编码所述生淀粉水解酶的基因，其核苷酸序列为如下序列中的一种：

(1)序列表中的SEQ ID No：1；

(2)序列表中的SEQ ID No：1经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；

(3)编码序列表中SEQ ID No：2蛋白质序列的多核苷酸序列。

含有所述生淀粉水解酶基因并能产生所述生淀粉水解酶的菌株，名称为Escherichia coli BL21(DE3)/pET22b(+)-amyZ1，由中国典型培养物保藏中心CCTCC保藏，保藏编号CCTCC NO：M 2018893，保藏日期为2018年12月13日。

本发明生淀粉水解酶的重组表达菌株的构建方法，包括如下步骤：