一种活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体D126T及其应用

专利2025-12-02  2


本发明涉及基因工程,具体涉及一种活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体及其制备方法和用途。


背景技术:

1、纤维素是植物细胞壁的主要成分,是自然界中丰富的可再生资源,对其利用有着重要的意义。纤维素在一定条件下被纤维素酶水解成单糖和寡糖,单糖可以通过微生物发酵生产各种产品,如饲料、燃料、化工原料、食品、药品等。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单体酶,而是起协同作用的多组分酶系,是一种复合酶,主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶(β-d-glucosidase,ec3.2.1.21)等组成。β-葡萄糖苷酶是纤维素水解单糖的关键成员,能够水解结合于末端非还原性的β-d-糖苷键,释放葡萄糖。

2、在纤维素酶组分中β-葡萄糖苷酶含量少、活力低,成为纤维素酶解的瓶颈,目前β-葡萄糖苷酶已经得到很大程度的开发与利用,但还是缺少一些优质高效的β-葡萄糖苷酶,或者降低酶的生产成本。因此,通过基因重组技术构建工程菌,分泌表达高活性的β-葡萄糖苷酶对纤维素有效降解具有重要意义。

3、高活性的酶具有更快的催化速率。盐广泛存在于大自然和各种生产实践中,包括食品腌制、制革等,在食品及海产品加工过程中,利用耐盐酶可以改善加工产品品质;氯化钠具有很好的防腐作用,可在生产过程中抑制杂菌微生物的生长,防治产品污染,但盐存在的环境会抑制酶的活性及转化效率等,如含盐环境的食品加工及防腐、污水处理、饲料及医药等领域中,因此高活性的耐盐酶可以更好的应用于高盐环境领域,能大大节约成本,提高生产效率。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体d126t,改善了现有β-葡萄糖苷酶的理化性质,丰富了β-葡萄糖苷酶资源库,在β-葡萄糖苷酶的实际使用中具有应用价值。

2、为了达到上述目的,本发明提供了一种β-葡萄糖苷酶突变体d126t,该突变体d126t具有如seq id no.1所示的氨基酸序列。

3、本发明还提供了一种β-葡萄糖苷酶突变体d126t的编码基因,该编码基因d126t具有如seq id no.2所示的核苷酸序列。

4、本发明还提供了一种包含上述编码基因d126t的重组表达载体,该重组表达载体选自原核表达载体。优选pet-28a(+)。

5、本发明还提供了一种包含所述的编码基因d126t的重组表达菌,该重组表达菌选自大肠杆菌,优选bl21(de3)。

6、本发明的另一目的是提供一种所述的活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体d126t在食品、饲料、污水处理、制革及医药等领域中的应用。

7、本发明提供的活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体d126t,解决了野生酶比活低、耐盐性差特性等问题,具有以下优点:

8、本发明提供了一种活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体,与野生酶相比,本发明的突变体d126t的活性及耐盐性得到改良。纯化的野生酶bglpcc1、突变酶d126t的最适ph分别为4.5、5.0,最适温度分别为45℃、37℃。在正常不加盐反应体系中突变体d126t的酶比活力比野生酶bglpcc1提高8u/mg,是野生酶bglpcc1的1.8倍;在10.0mm和50.0mm的mncl2、mgcl2、licl、cacl2、bacl2、zncl2、mgso4、coso4、niso4金属盐中,突变体d126t的酶比活力比野生酶bglpcc1的酶比活力分别高0.6~36u/mg和0.8~42u/mg;在0.5m最适nacl中,突变体d126t酶比活力达93.5u/mg,比野生酶提高约70u/mg,是野生酶bglpcc1的3.7倍;在0.7m~3m的中高浓度nacl中,突变体d126t酶比活力比野生酶bglpcc1提高21~61u/mg;在0.5m最适kcl中,突变体d126t酶比活力达81.5u/mg,比野生酶提高约51u/mg,是野生酶bglpcc1的2.6倍;在0.7m~3m的中高浓度kcl中,突变体d126t酶比活力比野生酶bglpcc1提高14~48u/mg。本发明的突变β-葡萄糖苷酶d126t可应用于含盐环境下的食品加工和饲料添加剂、污水处理、制革及药品制作等生物技术领域,可以一定程度上减少污染,降低成本,提高生产效率。



技术特征:

1.一种活性及耐盐性改良的β-葡萄糖苷酶突变体d126t,其特征在于,该突变体d126t的氨基酸序列由重组野生β-葡萄糖苷酶bglpcc1第126位的天冬氨酸突变为苏氨酸获得,其氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.如权利要求1所述β-葡萄糖苷酶突变体d126t的编码基因d126t,其特征在于,所述d126t编码基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

3.包含如权利要求2所述编码基因d126t的重组表达载体。

4.根据权利要求3所述的重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体采用pet-28a(+)。

5.包含如权利要求2所述编码基因d126t的重组表达菌。

6.根据权利要求5所述的重组表达菌,其特征在于,所述重组表达菌选自bl21(de3)。

7.如权利要求1所述的β-葡萄糖苷酶突变体d126t在食品加工及防腐、污水处理、制革、饲料及医药领域中的应用。


技术总结
本发明公开了一种活性及耐盐性改良的β‑葡萄糖苷酶突变体D126T,该突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示,与氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的重组野生酶相比,该突变体在低浓度10.0mM、50.0mM的金属盐中的活性以及在0.1M~3.0M的NaCl、KCl中的酶活性得到改良。该突变体的活性可以被低浓度金属盐与NaCl、KCl不同程度激活,在0.5M最适NaCl条件下突变体D126T酶比活提高至93.5U/mg,与不加盐的对照组相比,比活提高约4.3倍;且该突变体的酶比活和野生酶相比相比显著提高。该D126T能在含盐环境的生物技术领域具有更好的应用性。

技术研发人员:周峻沛,邵梓涵,张蕊,黄遵锡,吴倩,杨乐
受保护的技术使用者:云南师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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