一種中性阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43及其基因和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種中溫阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43及其基因和應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種來源于腐質(zhì)霉Humicola?insolensY1的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，且本發(fā)明提供了編碼上述阿拉伯呋喃糖苷酶的編碼基因Abf43。本發(fā)明的阿拉伯呋喃糖苷酶的具有以下性質(zhì)：最適pH5.0，最適溫度50℃，具有良好的金屬離子抗性。做為一種新型的酶制劑，可廣泛用于食品、飼料、能源、造紙、醫(yī)藥工業(yè)等。
【專利說明】—種中性阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43及其基因和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種中性阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43及其基因和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]自然界中，半纖維素作為植物細(xì)胞壁的主要組分，是僅次于纖維素的第二大豐富的多聚糖，提高其生物降解性能具有深遠(yuǎn)的生物學(xué)意義。木聚糖聚糖是半纖維素中的代表性主要組成組分，其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，主鏈?zhǔn)荄-吡喃木糖通過β -1, 4糖苷鍵連接形成，側(cè)鏈上還連接有阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、阿魏酸酯基、乙?；炔煌娜〈?，因此，木聚糖的完全降解需要多個(gè)酶的共同作用才能完成。其中，木聚糖酶作為主酶以內(nèi)切的方式作用于木聚糖的主鏈，阿拉伯呋喃糖苷酶則是側(cè)鏈降解酶，并對(duì)主鏈的降解起到重要的促進(jìn)作用。
[0003]其中，ct-1-阿拉伯呋喃糖苷酶(a-1-arabinofuranosidase, EC3.2.1.55)能從含有阿拉伯糖殘基的多聚物如阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖等的非還原末端水解生成一個(gè)阿拉伯糖分子。自然界中，產(chǎn)α-1-阿拉伯呋喃糖苷酶有細(xì)菌、真菌以及一些植物。作為半纖維素降解酶系之一，α-1-阿拉伯呋喃糖苷酶參與低價(jià)的農(nóng)產(chǎn)品殘?jiān)脑倮?，產(chǎn)生可用于發(fā)酵生成燃料乙醇的單糖及其他副產(chǎn)品，因此它在農(nóng)業(yè)-工業(yè)產(chǎn)業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。在飼料行業(yè)中，纖維素和半纖維素是反芻類動(dòng)物的主要能量來源，但是由于其降解率低，真正被動(dòng)物所利用的只有40-60%。阿拉伯糖呋喃糖苷酶作為一種飼料添加劑，去除了木聚糖上阿拉伯糖側(cè)鏈，促進(jìn)木聚糖的降解，易于被動(dòng)物消化吸收。阿拉伯呋喃糖苷酶還被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)中。1-阿拉伯糖做為一種低攝入量的甜味劑能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蔗糖，適于老年人和高血糖患者食用。同時(shí)，它還能阻斷人體對(duì)蔗糖的吸收，在減肥和控制糖尿病方面有很好的應(yīng)用前景。阿拉伯呋喃糖苷酶還能增加釀酒過程中萜烯醇的濃度，提高酒的香味；并由于其去除了阿拉伯糖側(cè)鏈，并能將阿拉伯聚糖水解成短鏈的可溶性物質(zhì)，增加果汁的澄清度，而被應(yīng)用于果汁生產(chǎn)工業(yè)。
[0004]本發(fā)明從高溫真菌腐質(zhì)霉Humicola insolens^il中分離得到一種典型的中性阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43，其最適pH5.0，最適溫度50°C，具有良好的金屬離子抗性，并且底物特異性非常專一。這些特性能夠利于其在食品工業(yè)進(jìn)行溫和的酶解反應(yīng)，利于其在食品工業(yè)上的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種中性阿拉伯呋喃糖苷酶。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供編碼上述阿拉伯呋喃糖苷酶的基因。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供包含上述基因的重組載體。
[0008]本發(fā)明的另一目的是提供包含上述基因的重組菌株。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述中性阿拉伯呋喃糖苷酶的基因工程方法。
[0010]本發(fā)明的另一目的提供上述中性阿拉伯呋喃糖苷酶的應(yīng)用。[0011]本發(fā)明從腐質(zhì)霉Humicola insolensn中分離得到一種中性阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43 ο
[0012]本發(fā)明提供了一種阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示。
[0013]SEQ ID N0.1:
[0014]MRFSVFTAAIAAAFSACCATASPAVNYVNSLILQRADPHIVKHTDGWYYFTATVPEYDRIVLRRAQTIQGLQSAPETVIWRRKAFGVGSGQVWAPELHYIDGRffYIYVALGVSGQffRIRAFVLEGVGANPLTASffTEKGIIQTNWDTFSLDATTFVANGTRYLVWAQQDPSRNGENSSLFIAPLQNPWTIRGPAVAISHPDLSWERIGYKVNEGPAVIQRNGRIFLTYSASATDHNYCMGLLTARADANLMNPASWVKSQQPIFVSNAATNQWGPGHNQFTVSEDGLSDILVYHDRGYRDINGDPLNDPNRRTRVQKLYffRDDGTPDFGIPVPDGPTPVRLRVAANGASSNGAYVRFYTTTGSGNLTGTAALPDTQFKLVSPGLSGGDSVSLESTSNPGTYVRRVSGSTAVQFERGTALNTAALRASASFRRVPGLSDSGGAVSFESVESPGQYLRLDPNGRLSVASVAEGTQGRSTFYLE
[0015]其中，該酶包括481個(gè)氨基酸，N端19個(gè)氨基酸為信號(hào)肽序列。
[0016]本發(fā)明的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43在常溫中性的范圍內(nèi)均具有較好的活性。本發(fā)明篩選到腐質(zhì)霉Humicola insolensn所產(chǎn)生的阿拉伯呋喃糖苷酶,其最適pH值為5.0,最適溫度為50°C，在45°C熱處理30min具有50%以上的酶活力。
[0017]本發(fā)明提供了編碼上述阿拉伯呋喃糖苷酶的基因Abf43。具體地，該基因的基因組序列如SEQ ID N0.2所示:
[0018]atgcgcttctcggttttcacagcggccatcgccgcggccttctcagcatgctgcgctacagcctcaccggccgtgaactatgtcaactcactcattctgcaacgggccgatcctcacatcgtcaagcacactgatgggtggtactacttcacggcaacagtccccgaatatgaccgcattgtcctgcggagggcacaaaccatccaaggcctgcaatcggcgcccgagacggtaatctggcggcgcaaggccttcggcgtcgggagcgggcaggtgtgggccccggagctgcactacatcgacggccgttggtacatctacgtcgcgctgggagtgtccgggcagtggcgcatccgcgcgttcgtgctggaaggcgttggcgcgaacccgctgacggcctcgtggaccgagaagggcatcatccaaactaactgggacaccttttcactggacgcaacaaccttcgtggccaacggtacgcggtatctcgtctgggcgcagcaggatccttcgcgcaacggtgagaactccagcctgttcatcgcgccgttgcaaaacccctggacgattcgtggaccagccgtcgccatctctcatccggacttgtcctgggagcgaattggctacaaagtcaacgagggacccgccgtcatccagcgcaacggccgcatcttcctgacctattcggccagcgccacggaccacaactattgcatgggcttgctgacggcccgggccgatgccaatctgatgaaccctgcctcgtgggtgaagtcgcaacagcccatcttcgtgagcaacgcggcaaccaaccagtggggtccgggacataaccagttcacggtctcggaggacggcctcagtgacattctggtctaccacgaccgcggataccgtgacatcaacggcgacccgctcaacgacccgaaccggcggacgcgggtacagaagctgtactggcgcgacgacggcaccccggactttgggattcccgtgcccgacggcccaacgccggtcaggctccgggttgctgcaaatggcgcgtcgagtaatggtgcatatgtccgtttttacacgacgacgggatcggggaacttgaccggaactgcggcacttcccgatacgcaattcaagctcgtgagcccgggtctttcgggcggggacagcgtgagtctggagtcaacgagcaaccccggtacgtatgtgcggcgggtgagcggaagcaccgcggtgcagtttgagcgagggacggcactgaacaccgctgcgctgcgggcatcggcgagcttccggagagtgccgggattgtccgactccgggggagcggtgtcgtttgagtcggtcgagtctccggggcaatatctcaggttggatccgaatgggcgtttgtccgtggcgtcagtggctgaggggactcaggggaggtcaaccttttatttggagtag
[0019]本發(fā)明通過PCR的方法分離克隆了阿拉伯呋喃糖苷酶abf43，DNA全序列分析結(jié)果表明，阿拉伯呋喃糖苷酶abf43全長1446bp。 [0020]去除N端19個(gè)氨基酸為信號(hào)肽序列后的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43的氨基酸序列如 SEQ ID N0.3 所示:
【權(quán)利要求】
1.一種阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID N0.1所示或SEQ ID N0.3。
2.阿拉伯呋喃糖苷酶基因Abf43，其特征在于，編碼權(quán)利要求1所述的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阿拉伯呋喃糖苷酶基因Abf43，其特征在于，其堿基序列如SEQ ID N0.2 或 SEQ ID N0.4 所示。
4.包含權(quán)利要求2所述阿拉伯呋喃糖苷酶基因Abf43的重組載體。
5.包含權(quán)利要求2所述阿拉伯呋喃糖苷酶基因Abf43的重組載體pPIC9-abf43。
6.包含權(quán)利要求2所述耐阿拉伯呋喃糖苷酶基因Abf43的重組菌株。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重組菌株，其特征在于，其所述菌株為大腸桿菌、酵母菌、芽孢桿菌或乳酸桿菌。
8.一種制備阿拉伯呋喃糖苷酶Abf433的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)用權(quán)利要求4的重組載體轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞，得重組菌株； 2)培養(yǎng)重組菌株，誘導(dǎo)重組阿拉伯呋喃糖苷酶表達(dá)； 3)回收并純化所表達(dá) 的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43。
9.權(quán)利要求1所述的阿拉伯呋喃糖苷酶Abf43的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C12N1/15GK103789283SQ201410073195
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】姚斌, 石鵬君, 楊芯卓, 黃火清, 羅會(huì)穎, 馬銳, 王亞茹, 楊培龍, 柏映國, 孟昆 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所