[发明专利]一种南极土壤来源的酯酶及其编码基因与应用

说明书

本发明提供一种南极土壤来源的酯酶及其编码基因与应用，属于基因工程和酶工程技术领域。本发明从南极乔治王岛土壤中分离获得一株产酯酶菌株Pseudomonas sp.Soil2，确定了其基因组中编码酯酶的基因片段Est‑soil2，以及Est‑soil2的核酸序列，并成功克隆了码南极土壤来源酯酶Est‑soil2的基因，构建了含南极土壤来源酯酶基因Est‑soil2的表达载体以及含有该表达载体的大肠杆菌重组细胞。该酯酶属于冷适应性酯酶，在10～30℃范围内有很好的催化性能，在0℃时仍有活性，同时能耐受pH6～10的酸碱性，在强碱性和弱酸性条件下活性极强，因此在不耐高温的化学品合成过程中有应用潜力。

技术领域

本发明属于基因工程和酶工程技术领域，具体涉及一种南极土壤来源的酯酶及其编码基因与应用。

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)可以催化酯键的水解和合成，作用底物广泛。具有冷适应性的酯酶可以应用于反应条件严苛的生产过程，一些酯酶具有良好的区域选择性和立体选择性，能够作为催化合成光学纯化合物的潜在生物催化剂。而且酯酶发挥催化作用不需要额外的辅助因子，对一些有机试剂有一定的耐受，可以广泛作用于多种底物，已经成为多种化学过程和工业生产中应用广泛的一类生物催化剂。酯酶在自然界中广泛存在，其中，以微生物来源的酯酶数目最大，应用最广。在之前报道过的微生物来源的酯酶中，大部分的作用条件都比较温和，不适应于工业化生产，只有一小部分可以应用于工业生产领域中。因而，新型酯酶的发掘成为开发工业酶制剂亟待解决的问题。

在各种极端条件下也有微生物的存在，这些微生物在极端环境中的生存和繁殖的能力是各种生理适应和酶分子进化的结果。因而，极端条件下的微生物迫于生存压力，可能会进化出多种极端适应性的酶类。极端条件下的微生物资源，也成为蕴含新型酯酶的宝库。

南极洲全洲平均气温可达到-25℃，常年寒冷，南极地区的土壤是就是在这样恶劣的条件下形成的。特殊的气候条件导致南极几乎没有大型植物生长，微生物在土壤生态系统中占据着绝对的优势地位。南极微生物资源成了极端条件适应性酯酶的资源宝库，为开展新型酯酶的发掘提供了很好的样品来源。

南极极端严寒的环境条件，可能造就了一些具有冷适应性的酯酶。冷适应性酯酶可以更好地催化不耐热化合物，同时，可以避免反应混合物加热和热不稳定化合物失活时的能量损失。具有新型性能的适冷性酯酶具有更加广阔的应用前景，冷适应酯酶被应用于低温工业反应中。总的来说，冷适应性酯酶在生物技术应用中是很有前途的资源。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种南极土壤来源的酯酶及其编码基因与应用。本发明从南极乔治王岛土壤中分离获得一株产酯酶菌株Pseudomonas sp.Soil2，通过对该菌株进行全基因组测序，确定了其基因组中编码酯酶的基因片段Est-soil2，以及Est-soil2的核酸序列，并成功克隆了码南极土壤来源酯酶Est-soil2的基因，构建了含南极土壤来源酯酶基因Est-soil2的表达载体以及含有该表达载体的大肠杆菌重组细胞。该酯酶属于冷适应性酯酶，在10～30℃范围内有很好的催化性能，在0℃时仍有活性，同时能耐受pH6～10的酸碱性，在强碱性和弱酸性条件下活性极强，因此在不耐高温的化学品合成过程中有应用潜力。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种酯酶编码基因，所述编码基因具有(a1)-(a3)中任一所述核苷酸序列：

(a1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

(a2)与(a1)互补的核苷酸序列；