[发明专利]一种β-葡萄糖苷酶、其编码基因及其表达和应用

说明书

一种β‑葡萄糖苷酶、其编码基因及其表达和应用，属于基因工程技术及生物医药领域。所述β‑葡萄糖苷酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码基因的序列如SEQ ID NO.2所示。所述β‑葡萄糖苷酶的转化条件为pH 4‑8，温度30‑95℃，最适转化条件为pH 6.5，温度95℃。本发明所述耐高温β‑葡萄糖苷酶能够长时间耐受高温，热稳定性优异，具有较强的糖耐受能力，不被易被产物抑制；所述β‑葡萄糖苷酶具有水解多种糖苷的能力，所述β‑葡萄糖苷酶与异槲皮素、淫羊藿苷、淫羊藿次苷II、人参皂苷Rb1和人参皂苷Rb2等天然化合物在适宜条件下孵育后能够几乎实现完全转化，获得活性更强的槲皮素、淫羊藿次苷II、淫羊藿素和人参皂苷Rd。

技术领域

本发明属于基因工程技术及生物医药领域，具体涉及一种β-葡萄糖苷酶、其编码基因及其表达和应用。

背景技术

植物来源的天然药物，如黄酮和皂苷等，常与不同种类、不同数量的糖基连接，以糖苷形式存在于植物的叶、茎和根中。随着现代分离和分析技术的进步，多种植物原料中的活性物质被分离鉴定，它们的活性也被深入的进行了分析。根据糖苷种类、数量和连接位置的差异，这些天然药物的活性也具有显著的差异，特别是在抗肿瘤、抗炎和神经保护等活性方面。

研究表明杨树皮中富含芦丁等黄酮糖苷类化合物，其脱糖基产物槲皮素，其脂溶性强于另外两种母核结构一致的糖苷衍生物，相比芦丁在抗炎和抗氧化方面具有更强的活性。药用植物淫羊藿中富含多种异戊烯基黄酮糖苷类化合物，其苷元和单糖苷形式衍生物淫羊藿素和淫羊藿次苷II对多种肿瘤细胞具有抗转移以及较强抑制增殖作用，而其多糖苷衍生物不具备。药用植物人参中富含多种活性物质，其中人参皂苷是目前研究的热点。人参皂苷Rd具有独特的肾脏保护功能和特异性阻断受体依赖性钙离子通道功能是其它单体所不具备的，同时人参皂苷Rd还具有较强的促进神经干细胞分化和保护神经系统功能。因此，开发一种高效专一、低成本且绿色的天然化合物脱糖基生产工艺，实现多种天然产物的改性增效具有迫切的现实需要同时也具有重要的实际应用价值。

在植物提取物中苷元及单糖苷黄酮和皂苷的含量与高度糖基化的衍生物的相比显著偏低，有组分属于稀有组分，因而直接提取回收率低，无法应用于大规模生产；此外黄酮及皂苷类天然产物的母核结构复杂，使得化学合成更为困难。因此通过生物酶法转化母核结构相似而糖基化程度不同的衍生物具有更高的可行性，而相比反应条件剧烈的物理及化学方法，生物酶法所适用的反应条件相对温和且高效专一，几乎不产生废弃物因此无污染，绿色环保。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种β-葡萄糖苷酶、其编码基因及其表达和应用，具有较高半乳糖苷酶活力、木糖苷酶活力和阿拉伯吡喃糖苷酶活力，本发明通过基因工程技术获得催化性能稳定，成分单一的重组β-葡萄糖苷酶IAGBGL1，该重组酶IAGBGL1对异槲皮素、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb2、淫羊藿苷和淫羊藿次苷II为例的黄酮糖苷和皂苷都具有较强的转化能力，同时该酶能耐受较高浓度的葡萄糖，因此可降低产物反馈抑制对酶活力的影响。

技术方案：一种β-葡萄糖苷酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

SEQ ID NO.1：

1 MGLKYPKEFI FGFSESGFQF EMGLPGSEDP NTDWWVWVHD PENIASTLVS GDFPENGPGY

61 WHLYRQDHDI AERLGMDGAR IGIEWSRIFS KPTFDVKVDV ARDERGNIVY IDVAEKALEE

121 LDRIANKDAV NHYREILSDW KNRGKKLIIN LYHWTLPLWL HDPIKVRKLG IDRAPAGWVD