[发明专利]一种酯酶、编码基因、载体、重组细胞及其应用

说明书

本发明提供一种酯酶、编码基因、载体、重组细胞及其应用，属于基因工程和酶工程技术领域。本发明通过从南极土壤中筛选克隆获得编码酯酶E2‑1404的基因，通过对其表达蛋白研究发现，通过对其表达蛋白研究发现，其能在高温和碱性环境下高效降解短链的pNP酯类(C2‑C4)，表明其可以作为高温条件下的酯类水解生物活性催化剂。这对高温条件下的工业生产有巨大的应用潜力，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于基因工程和酶工程技术领域，具体涉及一种酯酶、编码基因、载体、重组细胞及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

酯酶(esterase)，又称羧酸酯酶，是具有重要工业价值的生物催化剂之一，可以水解酯类底物产生酸类和醇类物质，也可以催化逆反应合成各种酯类。其通常作用于简单的酯类或低于10个碳原子的短链甘油酯。酯酶广泛存在于动物、植物和微生物中。相较于动、植物来源的酯酶，微生物来源的酯酶不仅种类多、来源广、作用高效，而且具有便于工业化生产、易纯化及生产成本低等优点。酯酶作为一种工业用酶，广泛应用于食品行业，医药行业，洗涤行业，环保行业，因此，微生物酯酶在生物技术领域应用最多，由于蛋白质的不稳定性，大多数酯酶不稳定，易受温度影响而使活性降低。

近年来，利用微生物酶法生产风味物质的运用引起了极大关注，风味物质被广泛应用于食品，洗涤，化妆品以及医药行业。目前，主要利用化学合成的方法获得风味物质，化学合成的方法其工艺复杂，反应条件苛刻，副产物难处理，反应成本较高且对环境有一定的污染。从原材料中提取风味产品，存在得到的产品较少，同样存在成本较高的问题。但是通过微生物酶法制备风味产品的方法具有许多优势，反应条件较为温和，不产生副反应和产物比较单一纯度较高，对环境不会造成污染。所以，近年来采用微生物酶法制备风味物逐渐成为研究热点。

短链和中长链的脂肪酸酯，因其具有果香味和较容易挥发被普遍的作为一类重要的风味物质。而酯酶可以分解，转化和生产这类风味物质，酯酶作为生物催化剂具有不需要辅因子，能够稳定存在有机试剂中，高区域和高独立选择性等优点。虽然酯酶广泛存在于各种生物体，但是具有商业价值的酯酶主要来源于微生物类群。根据其生化性质以及氨基酸序列，微生物来源的水解酶主要分为8个家族，这类脂质水解酶中只有很少一部分能够应用到风味物质工业生产中，还远远满足不了工业上对各类脂质水解酶的需求。

南极与其他大陆被南大洋和南极洋流隔开，它是一个几乎完全被冰盖覆盖的岩石陆地，只有大约2％的南极洲大陆是无冰的。南极地区各类生境微生物长期适应极地极端特殊环境，需要各种各样的生化和生理适应，这些适应常常伴随着基因调控和代谢途径的改变，导致生物合成具有特殊生物活性的酯酶，通过构建南极极端地域土壤样品的宏基因组文库，从而筛选得到大量具有特殊生物活性的酯酶，对于填补工业化酯酶的需求不足具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种酯酶、编码基因、载体、重组细胞及其应用。本发明通过从南极土壤中筛选克隆获得编码酯酶E2-1404的基因，通过对其表达蛋白研究发现，本发明所述的来源于南极土壤酯酶E2-1404对高温具有很好的耐受性，可作为高温条件下具有高效活性的生物催化剂。

本发明的第一个方面，提供一种酯酶E2-1404，所述酯酶E2-1404是具有如下(a1)或(a2)特征的蛋白质：

(a1)其氨基酸序列与SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列一致；

(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的突变体，该突变体具有与SEQ ID NO.1所示的蛋白序列至少90％以上的同源性及至少90％以上的酯酶活性。

其中，SEQ ID NO.1由311个氨基酸残基组成。