[发明专利]热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G及其应用

说明书

本发明公开了一种热不稳定的β‑木糖苷酶突变体E179GD182G及其应用，涉及基因工程技术领域，该突变体E179GD182G的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明提供的突变体E179GD182G最适pH为4.5，最适温度为50℃，与氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示的重组野生β‑木糖苷酶JB13GH39P28相比，突变体E179GD182G热性质发生变化，其在60℃活性更低且快速失活，有利于酶的安全使用和应用于低温环境要求下的生物技术领域。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G及其应用。

背景技术

半纤维素是除了纤维素以外最丰富的多糖，也是自然界中的第二大可再生资源，主要成分之一是木聚糖。木聚糖是一种丰富的生物质资源，来源广泛，存在于玉米秸秆、小麦秸秆、甘蔗渣等农业废物中，是重要的可再生资源。木聚糖完全水解需要一系列酶协同作用，作为降解木聚糖的关键酶之一，β-木糖苷酶能水解低聚木糖的非还原性末端并释放木糖(Naidu,DSetal.Carbohydrate Polymers,2018,179:28-41)。木糖是生产木糖醇的原料，可以用作食品甜味剂，也可以通过微生物发酵可转化为乙醇。

酶具有高度的热稳定性，在高温要求下的工业环境有广泛应用，但是部分酶甚至在经过超高温处理后还残留活性，尤其对食品的风味、品质、保存产生重大影响。例如牛奶中的嗜冷菌在低温下分泌的酶具有高度耐热性，经过巴氏灭菌或UHT处理仍能保持一定活性，在贮藏期间会严重影响牛乳风味，破坏牛乳质地并缩短货架期(邓应旺等.食品工业,2021,42(06):373-377)。

不耐热的酶在低温生物技术领域有较高的应用价值，尤其是催化底物中含有热敏感的物质时。β-木糖苷酶一般用作浸渍酶，主要用于萃取和澄清果汁，提高品质，但是果汁中的维生素B和C族属于热敏感物质，使用不耐热的β-木糖苷酶，在低温下反应，不仅可以澄清果汁降低果汁粘稠度、浑浊度，还能保证营养(ChenQetal.TrendsinFoodScienceTechnology,2022,125:126-135)。当需要调控酶促反应效率时，不耐热的酶相比稳定性较好的酶具备更显著的优势，热不稳定的酶容易变性，变性后又使酶容易被降解，更有利于控制酶的催化反应，通过简单的提高酶促反应体系的温度使酶失活，操作简单且安全，同时加热能防止微生物污染。因此，获得热不稳定的β-木糖苷酶更有利于酶在食品、酿酒、洗涤等行业中的应用，尤其适用于低温环境要求下的生物技术领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G及其应用，与重组野生β-木糖苷酶JB13GH39P28相比，突变体E179GD182G热性质发生变化，其在60℃活性更低且失活更迅速，有利于酶的安全使用和应用于低温环境要求下的生物技术领域。

为了达到上述目的，本发明提供了一种热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G，该突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，该突变体E179GD182G在60℃处理10min后失活。

本发明还提供了上述热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G的编码基因，该编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了一种包含上述编码基因的重组质粒。

优选地，上述重组质粒选自pET-28a(+)。

本发明还提供了一种包含上述编码基因的重组菌。

优选地，上述重组菌选自大肠杆菌BL21(DE3)。

本发明提供的热不稳定的β-木糖苷酶突变体E179GD182G可被用于食品、酿酒或洗涤等行业中，尤其在低温生物技术领域中，当需要热稳定性较差，受热容易失活的情况时，该突变体E179GD182G具有更大的适用性。