[发明专利]酚酸酯酶及其应用

说明书

本发明涉及一种具有酚酸酯酶活性的酶，DNA分子编码所述酶及制备和使用所述酶的方法。

技术背景

植物细胞壁分为两部分，即第一和第二细胞壁。第一细胞壁是由三种主要类型的多糖组成：纤维素、半纤维素和果胶。第二细胞壁也含有多糖及木质素。半纤维素是一种常规类型的存在于植物细胞壁的高支链多糖，它与其自身及纤维素和木质素相连接，并且这些连接的键对植物结构的稳定性和支撑植物结构起着作用。

基于木糖骨架的半纤维素称为木聚糖。已显示广泛存在于各种不同植物，包括水果、蔬菜、豆类、谷类、草、软木和硬木，中的木聚糖是线性β-(1-4)-D-吡喃型木糖聚合物，该聚合物可以被包括α-L-阿拉伯糖、α-D-葡糖醛酸和/或α-D-葡糖醛酸的4-O-甲基醚衍生物的糖基取代。许多木聚糖也与包括香豆酸和阿魏酸的酚酸残基发生酯化作用。这些酚酸残基以酯的形式与α-L-呋喃型阿拉伯糖基木聚糖相连接并用于防止木聚糖水解酶，即木聚糖酶，对木聚糖的降解，以及通过与其中的木质素形成的共价键而赋予植物细胞壁结构的稳定性。此外，阿魏酸在不同的木聚糖链之间存在二阿魏酸桥键，这更进一步地赋予了对植物细胞的结构支撑(Linden J.C.等，美国化学会志专题论文集，566卷(1994)，452～467)。

已知许多微生物能够通过植物细胞壁多糖的酶解而水解酚酸酯和消化植物细胞壁。其中某些微生物拥有具有酚酸酯酶活性的酶，即香豆酸酯酶活性或阿魏酸酯酶活性或这两种活性的结合。

例如，Borneman，W.S.等(应用和环境微生物学，58卷(1992)，3762～3766)描述的两种阿魏酸酯酶(FAE)，分别指定为FAE-I和FAE-II，是从厌氧真菌Neocallimastix strain MC-2中分离出来的。据报道FAE-II对底物(O-{5-O-[(E)-阿魏酰基]-α-L-呋喃型阿拉伯糖基}-(1-3)-O-β-D-吡喃型木糖基-(1-4)-D-吡喃型木糖(FAXX)具有特异性，而FAE-I既具有FAXX的降解活性又有(O-{5-O-[(E)-p-香豆酰基]-α-L-呋喃型阿拉伯糖基}-(1-3)-O-β-D-吡喃型木糖基-(1-4)-D-吡喃型木糖(PAXX)的降解活性，FAXX∶PAXX的最高代谢比为3∶1。当使用FAXX作为底物时，这两种酶的最适PH值分别为6.2和7.0。

英国专利2 301 103披露了得自黑曲霉的FAE及基因编码的所述酶。当阿魏酸甲酯用作底物时，所述酶具有约5的最适PH值和约50～60℃的最适温度。

其它具有阿魏酸酯酶活性的纯化酶是已知的(例如，McCrae，S.I.等，Enzyme Microb.Technol(酶微生物技术)，16卷(1994)，826～834；Faulds，C.B.和Williamson，G.，Microbiology(微生物学)，140卷(1994)，779～784；Castanares，A.等，酶微生物技术，14卷(1992)，875；和Kroon，P.A.等，Biotechnol.Appl.Biochem(生物技术应用生物化学)，23卷(1996)，255～262)，该纯化酶具有约5.0～6.0范围的最适PH值和30～60℃的最适温度。

具有酚酸酯酶活性的酶可用于工业、农业和医疗的应用，这些应用可以在PH值约或高于6.5和/或温度高于45℃下进行。

本发明的概述

本发明的一个目的是提供具有良好酚酸酯酶活性的酶。

本发明的另一个目的是提供能够相对大量获得的具有酚酸酯酶活性的酶的来源。

本发明进一步的一个目的是提供制备具有酚酸酯酶活性的酶的方法。

本发明的更进一步的一个目的是提供具有酚酸酯酶活性的酶在例如食物和饲料的生产、纸张和纸浆以及木质纤维素废物的生物转化过程中的应用。

本发明的其它目的将通过下面的详细描述而变得显而易见。

本发明的主题是具有酚酸酯酶活性的酶，其特征在于当其在含有33μM FAXX作为底物的柠檬酸/正磷酸氢二钠的缓冲溶液中进行测定时，所述酶具有高于6.5，优选约7.0的最适PH值和高于45℃，优选约高于50℃，更优选约55℃的最适温度。在优选的情况下，所述酶具有阿魏酸酯酶活性和/或香豆酸酯酶活性。

本发明的主题也是一种具有酚酸酯酶活性的酶，该酶能从Piromyces SP.，例如Piromyces equi得到，优选从布达佩斯条约国际微生物研究所(IMI)，Bakeham Lane，Egham，Surrey，UK登记号为375061保藏的Piromyces equi strain得到。