本发明专利技术涉及分离自链霉菌菌株HY‑14的新型木聚糖酶，该木聚糖酶与对应于糖苷水解酶家族10(GH10)结构域的酶同源并包含作为底物结合域的碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2，CBM2)结构域。具体而言，在5.0和7.5之间的pH下，最大酶活性持续为至少80％，并且包含木聚糖在内的糖底物在木聚糖酶中被显著降解，并因此可将木聚糖酶作为酶用于诸如食品、饲料的各个行业部门以及其它行业中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分离自链霉菌(Streptomycessp.)菌株HY-14的新型木聚糖酶，该木聚糖酶包含糖苷水解酶家族10(GH10)结构域和碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2，CBM2)结构域。
技术介绍
木聚糖(非淀粉多糖)是形成植物细胞壁或组织的组份之一。非淀粉多糖主要分为纤维素和半纤维素两组。木聚糖是半纤维素的主要组份。木聚糖酶是将木聚糖水解成木糖和木二糖的酶。木聚糖酶是微生物中产生的酶之一。根据以前的报道，内切-β-木聚糖酶、外切-β-木聚糖酶和β-木糖苷酶这三种酶一起作用，以将木聚糖(半纤维素的主要组份)完全水解和糖化，通常将这三种酶称为木聚糖酶(Biely,P.，Trends.Biotechnol.，3，286-290，1985)。该酶被广泛应用于各个领域和行业，用来生产高品质的纸、再生废纸(Beg,Q.&G.S.Hoondal.，Appl.Micribiol.Biotechnol.56，326-338，2001)；从果汁饮料和啤酒中除去杂质；提取咖啡、植物油和淀粉；以及提高饲料效率等(Bedford,M.R&Classen,H.L.，ElsevierAmsterdam，361-370，1992；Wong,K.K.Y&Saddler,J.N.，Crit.Rev.Biotechnol.12，413-435，1992)。如今，木聚糖酶作为饲料添加剂酶的可用性正在提高，因为木聚糖酶能够降解包含在饲料谷物中的纤维，所述饲料谷物不仅提供了动物能量代谢所必需的碳水化合物和少量的蛋白质，而且还提供了动物难以利用的纤维。饲料谷物中的纤维由非淀粉多糖和木质素组成。植物细胞壁由以下组成：最外层的纤维素、含有β-葡聚糖的非淀粉多糖、覆盖整个谷物内部并以木聚糖作为主要组份的半纤维素以及木质素。非淀粉多糖不被牛的消化酶所降解，且遮盖了谷物中的淀粉或蛋白质，导致在牛中的营养效率降低。特别是，以高浓度包含在小麦和黑麦的细胞壁内的可溶性木聚糖在消化道中吸收水，成为粘性凝胶，并因此阻止消化酶接近营养素且干扰消化道中的消化流，从而使微生物附着至消化物而引起异常发酵，导致营养素损失(Kuhad,R.C.&Singh,A.，Crit.Rev.Biotechnol.13，151-172，1993)。如果添加至谷物饲料，木聚糖酶能够水解遮盖谷物的半纤维素，从而使包含在谷物中的营养素的可用性提高，且能够改善牛中的肠道消化条件。尤其是对于小麦饲料产品而言，木聚糖酶是高价值的酶，因为木聚糖酶能够防止通常由具有高含量半纤维素的小麦产品所引起的牛中的大便稀溏或痢疾，从而提高饲料的价值，并使小麦产品成为稳定的饲料成分而改善品质差异。近来，不仅在发达国家，而且在生活环境和国民收入得到改善的其它国家，肉类消费得到提高。因此，对于单胃动物(如猪和鸡)的饲料而言，木聚糖酶被认为是一种重要的酶(Bedford.M.R.，AnimalFeedScienceandTechnology.53，145-155，1995)。作为食品酶，将木聚糖酶用于改善由谷物或谷物副产品制成的面团的颜色和物理性质，还将其用于制备低聚木糖，其中，将作为功能性材料吸引了我们注意的至少三种木糖组合。作为饲料酶，将木聚糖酶用于提高包括谷物或谷物副产品的植物材料(如小麦麸、玉米和大豆粉)的消化效率，用于饲料的制备，并用于改善动物中的肠道流动性。作为工艺酶，将木聚糖酶用于漂白，以去除半纤维素的木质素多糖复合物，在造纸和纸浆行业的领域中，所述漂白为使用有毒有机溶剂的常规工艺。在如今受到关注的绿色
中，研究目标从利用植物材料(如玉米和甘蔗)的第一代生物能源转移到了利用农业副产品(如玉米秸秆和稻秆)的第二代生物能源。因此，出于工业目的使用木聚糖酶的必要性得到提高。第二代生物能源生产工艺需要更复杂的程序。对同时包含纤维素和半纤维素的植物组织或细胞壁进行的化学处理破坏了环境。因此，使用纤维素酶和木聚糖酶进行水解更有效。木聚糖是植物生物质的主要组份，可通过木聚糖酶进行水解。已知对处于β-1,4-木糖结构的木聚糖进行水解的糖苷水解酶家族(GH家族)有六个成员：GH家族5、GH家族8、GH家族10、GH家族11、GH家族30和GH家族43(http://www.cazy.org，Luo等，2010)。其中最具代表性的家族是GH家族10和GH家族11。本专利技术人识别了来自链霉菌菌株HY-14的新型内切-β-1,4-木聚糖酶，该酶包含糖苷水解酶家族10结构域和碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2；CBM2)结构域，随后对该酶的基因序列、氨基酸序列以及与温度和pH有关的特性进行了研究。结果，本专利技术人确认了在5.0-7.5之间的pH下，木聚糖酶的最大酶活性持续为至少80％，并且该酶能够显著降解糖底物(包括木聚糖)，从而可将该酶作为食品酶、饲料酶和工艺酶等有效地用于各个行业部门，使得完成本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供链霉菌菌株HY-14和分离自上述菌株的新型木聚糖酶，该木聚糖酶包含糖苷水解酶家族10(GH10)结构域和碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2，CBM2)结构域。为了达到上述目的，本专利技术提供了具有由SEQ.ID.NO:1表示的氨基酸序列的木聚糖酶。本专利技术还提供了使用链霉菌菌株HY-14生产木聚糖酶的方法。另外，本专利技术提供了包含上述木聚糖酶作为活性成分的饲料添加剂。有益效果本专利技术涉及分离自链霉菌菌株HY-14的新型木聚糖酶，该酶与对应于糖苷水解酶家族10(GH10)结构域的酶同源并包含作为底物结合域的碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2，CBM2)结构域。尤其是，在5.0至7.5之间的pH下，最大酶活性持续为至少80％，并且包含木聚糖在内的糖底物在木聚糖酶中被显著降解，并因此可将木聚糖酶作为酶用于诸如食品、饲料的各个行业部门以及其它行业中。附图说明本专利技术的优选实施方式的应用参考附图可以得到最好的理解，其中：图1是说明本专利技术中分离的新型木聚糖酶的基因序列和氨基酸序列的图示。图2是说明本专利技术中分离的木聚糖酶的氨基酸序列的活性结构域区域和底物结合结构域区域的图示：Sme：链霉菌HY-14的内切-β-1,4-木聚糖酶；Ssp：链霉菌Ame12xE9的内切-β-1,4-木聚糖酶(GenBank登录号：WP_019983605)；Sli：变铅青链霉菌(Streptomyceslividans)TK24的内切-β-1,4-木聚糖酶(GenBank登录号：WP_003978188)；Spr：始旋链霉菌(Streptomycespristinaespiralis)ATCC25486的内切-β-1,4-木聚糖酶(GenBank登录号：WP_005310297)；Smg：巨孢链霉菌(Streptomycesmegasporus)的内切-β-1,4-木聚糖酶(GenBank登录号：ADZ99362)；→，←：用于设计简并PCR引物的肽序列；*：生物催化反应所必需的氨基酸；GH10结构域：糖苷水解酶家族10，活性结构域；以及CBM2结构域：碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2；CBM2)，底物结合结构域。图3是说明显示除了结合至木聚糖酶的底物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种木聚糖酶，所述木聚糖酶由SEQ.ID.NO:1表示的氨基酸序列组成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.01 KR 10-2014-00384651.一种木聚糖酶，所述木聚糖酶由SEQ.ID.NO:1表示的氨基酸序列组成。2.根据权利要求1所述的木聚糖酶，其中，所述木聚糖酶典型地分离自链霉菌菌株HY-14(保藏号KCTC12531BP)。3.根据权利要求1所述的木聚糖酶，其中，所述木聚糖酶具有44.0kDa的分子量。4.根据权利要求1所述的木聚糖酶，其中，所述木聚糖酶典型地包含处于N-末端的糖苷水解酶-10结构域(GH-10结构域)，所述糖苷水解酶-10结构域由SEQ.ID.NO:2表示的氨基酸序列组成。5.根据权利要求1所述的木聚糖酶，其中，所述木聚糖酶典型地包含处于C-末端的碳水化合物结合域家族2(纤维素结合域家族2，CBM2)结构域，所述碳水化合物结合域家族2结构域由SEQ.ID.NO:3表示的氨基酸序列组成。6.根据权利要求1所述的木聚糖酶，其中，所述木聚糖酶在5.0-7.5之间的pH下显示最大活性。7.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴镐用，孙光熙，金到永，申東夏，赵汉永，
申请(专利权)人：韩国生命工学研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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