[发明专利]一种黄芪甲苷木糖苷酶突变体及其应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域。本发明提供了一种黄芪甲苷木糖苷酶突变体及其应用，所述突变体的氨基酸序列是由SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列突变得到；所述突变的位点包括第202位、第322位、第372和第548位中的一种或多种。本发明中的黄芪甲苷木糖苷酶突变体通过4个位点的单点突变或组合突变，能够显著提高酶水解黄芪甲苷C₃位置木糖苷键的水解活性，相较于野生型黄芪甲苷木糖苷酶，对底物黄芪甲苷的催化活性提高了1～20倍，大幅降低环黄芪醇工业生产的成本，使酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的生产效率显著提高。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种黄芪甲苷木糖苷酶突变体及其应用。

背景技术

环黄芪醇是一种四环三萜类化合物，其分子式为C₃₀H₅₀O₅(490.71)，是一种无色针状结晶。研究表明，环黄芪醇是一种有效的端粒酶激活剂，能够通过激活端粒酶来延长端粒，从而达到抵抗衰老，提高细胞增殖能力的效果。随着全球老龄化问题的日益严重，现代农业发展、生产力供给以及卫生医疗保障体系都遭受了重大冲击和影响。因此，环黄芪醇的高效制备成为研究热点。

环黄芪醇在天然植物中主要以黄芪甲苷形式存在，而游离的环黄芪醇含量极少。通过水解去掉黄芪甲苷C₃位置的木糖和C₆位置的葡萄糖即可实现环黄芪醇的生产。

传统酸法水解黄芪甲苷制备环黄芪醇会产生大量高污染性的废水，不仅如此，在强酸和高温的条件下会产生副产物黄芪醇，后者与产物环黄芪醇难以分离，且资源利用率低。虽然，通过增加氧化还原步骤可有效避免黄芪醇的产生，然而步骤复杂，工业应用前景不足。酶催化法水解黄芪甲苷制备环黄芪醇具有催化效率高、特异性高、反应条件温和、环境友好等优势，然而现有的黄芪甲苷木糖苷键水解酶活性有限。如何提高酶的性能，从而提高环黄芪醇的生产效率，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黄芪甲苷木糖苷酶突变体及其应用，降低环黄芪醇工业生产的成本，使酶催化黄芪甲苷制备环黄芪醇的生产效率显著提高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种黄芪甲苷木糖苷酶突变体，所述突变体的氨基酸序列是由SEQID NO：1所示的氨基酸序列突变得到；所述突变的位点包括第202位、第322位、第372和第548位中的一种或多种。

作为优选，所述第202位的突变为：由色氨酸突变为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸或丝氨酸。

作为优选，所述第322位的突变为：由组氨酸突变为甘氨酸或丙氨酸。

作为优选，所述第372位的突变为：由酪氨酸突变为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸或谷氨酸。

作为优选，所述第548位的突变为：由酪氨酸突变为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸或谷氨酸。

本发明还提供了一种含有黄芪甲苷木糖苷酶突变体核苷酸序列的重组质粒。

本发明还提供了一种含有重组质粒的宿主细胞。

本发明还提供了所述突变体在催化黄芪甲苷生产环黄芪醇中的应用。

作为优选，所述突变体对黄芪甲苷进行催化时水解其C₃位置的木糖苷键。