[发明专利]一种对胃蛋白酶抗性提高的玉米赤霉烯酮水解酶

说明书

本发明公开了一种对胃蛋白酶抗性提高的玉米赤霉烯酮水解酶及其应用。本发明所述的对胃蛋白酶抗性提高的玉米赤霉烯酮水解酶，它是由氨基酸序列为SEQ ID NO.1的来源于粉红螺旋聚孢霉的玉米赤霉烯酮水解酶中制造单个氨基酸取代而产生的、对胃蛋白酶抗性更强的酶，所述的氨基酸取代是第115位的取代。本发明通过对玉米赤霉烯酮水解酶进行突变筛选到了一株玉米赤霉烯酮水解酶突变体，经实验表明，所获得的玉米赤霉烯酮水解酶突变体对玉米赤霉烯酮的水解功能不受影响，对胃蛋白酶的抗性半衰期比野生型玉米赤霉烯酮水解酶延长了48％。

技术领域

本发明涉及玉米赤霉烯酮水解酶，特别涉及到对胃蛋白酶抗性提高的玉米赤霉烯酮水解酶。

背景技术

玉米赤霉烯酮水解酶(简称ZHD101)，又称为玉米赤霉烯酮降解酶。玉米赤霉烯酮降解酶ZHD101基因是粉红螺旋聚孢霉中的一个编码泛解酸内酯水解酶的基因，该基因编码的蛋白ZHD101能够特异性结合并降解玉米赤霉烯酮。其反应降解机制是ZHD101将ZEN的酯键断开，变成带有开放侧链的二羟基苯基衍生物，随后丢失CO₂得到一种无毒的烷基间苯二酚产物，该产物无毒。因此，它常被用作饲料添加剂以提高饲料利用率。

ZHD101分为水解酶折叠中心结构域和帽子结构。两个结构的连接处形成一个较大的凹槽，此凹槽经底物复合体结构证实为底物结合位点。底物ZEN间苯环部分主要被氢键固定，内酯环部分主要通过疏水作用力结合到活性中心。由结构分析的结果，ZHD101的催化三联体是S102，H242和E126，收集底物复合体的结构S102突变为A102。S102作为亲核试剂攻击底物内酯环中的羰基C，使得底物被水解。

迄今，有关玉米赤霉烯酮水解酶和玉米赤霉烯酮降解酶的研究主要集中于发现和筛选来自不同来源的产不同特征的玉米赤霉烯酮水解酶的菌株或通过基因重组方法获得产不同特征的玉米赤霉烯酮水解酶的菌株，以及玉米赤霉烯酮水解酶的制备与应用等。检索中国专利文库，发现有关玉米赤霉烯酮降解酶的专利有近70个，关于发现或筛选来自不同微生物来源的具有不同特征的玉米赤霉烯酮降解酶及其编码基因的专利包含多个方面：其中，关于提高玉米赤霉烯酮降解酶PH适用范围的专利有：CN202010272789.1、CN201711180443.3等；关于提高玉米赤霉烯酮降解酶酶活力的专利有：CN201910825318.6、CN201910823208.6、CN201911024030.5、CN201110082679.X等；关于综合提升玉米赤霉烯酮降解酶稳定性的专利有：CN202011381340.5、CN201810010538.9、CN201710516347.5等；关于提高玉米赤霉烯酮降解酶蛋白表达量的专利有：CN201910823034.3、CN201910822888.X、CN201910321167.0、CN201610156145.X等；通过基因重组方法获得产玉米赤霉烯酮水解酶的菌株或突变体的专利有：CN201911024030.5、CN201911023315.7、CN201711180443.3、CN202110157570.1、CN201810010538.9、CN201710322734.5等；关于玉米赤霉烯酮水解酶制备方法的专利有：CN201611249978.7、CN201510943066.9、CN201910308008.7、CN201611250033.7等；关于构建产玉米赤霉烯酮毒素降解酶基因工程菌方法的专利有：CN202110124614.0、CN202110124609.X、CN201610156145.X、CN201911018173.5、CN202011381340.5、CN201911023315.7等；关于发现或筛选不同微生物来源的产玉米赤霉烯酮降解酶的菌株的专利有：CN202011325114.5、CN201910556331.6、CN202010991141.X、CN201911186458.X、CN201910556331.6、CN201410147140.1、CN201410047870.4等；关于玉米赤霉烯酮降解酶应用的专利有：CN201911327678.X、CN201911038267.9、CN201910693874.2、CN201910298924.7、CN201610372613.7、CN201480055221.7、CN200910241454.7、CN201310356776.2、CN201310083469.1、CN201511015441.X、CN201910938276.7、CN201910228804.X等。检索中国学位论文库有关玉米赤霉烯酮降解酶的主要研究包括挖掘具有高效降解率的玉米赤霉烯酮降解酶的基因资源、研究酶学性质、催化反应机理、酶基因克隆与表达、酶的定向改造及在饲料工业等中的应用等。而有关具有胃蛋白酶抗性提高的玉米赤霉烯酮水解酶的研究和专利，迄今尚未见报道。