一种碱性蛋白酶及其基因和应用制造技术

本发明专利技术属于生物工程领域，具体地，本发明专利技术涉及一种碱性蛋白酶及其基因和应用。本发明专利技术的碱性蛋白酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术的碱性蛋白酶基因，其碱基序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术还提供了包含所述碱性蛋白酶基因的重组载体，以及包含所述碱性蛋白酶基因的重组菌株。本发明专利技术运用基因工程技术构建了含有碱性蛋白酶基因的重组质粒，并在解淀粉芽孢杆菌中实现了碱性蛋白酶的高效表达。构建的碱性蛋白酶重组菌株具有较高的应用价值，具有很高的产碱性蛋白酶的能力，在同等发酵条件下，较野生菌酶活提高了约55％。

Alkaline protease and its gene and Application

The invention belongs to the field of biological engineering, in particular, the invention relates to an alkaline protease and its gene and application. The invention of alkaline protease, its amino acid sequence is shown as SEQ ID NO.1. Alkaline protease gene of the invention, the base sequence is shown as SEQ ID NO.2. The present invention also provides a recombinant vector containing the alkaline protease gene and a recombinant strain containing the alkaline protease gene. The recombinant plasmid containing alkaline protease gene was constructed by gene engineering technology, and high expression of alkaline protease was achieved in Bacillus subtilis. The recombinant strain constructed with alkaline protease has high application value and high alkaline protease production ability. Under the same fermentation conditions, the enzyme activity is increased by about 55% compared with the wild strain.

【技术实现步骤摘要】
一种碱性蛋白酶及其基因和应用
本专利技术涉及生物工程领域，具体地，涉及一种碱性蛋白酶及其基因和应用。
技术介绍
碱性蛋白酶又被称为丝氨酸蛋白酶，属于蛋白酶类，其最适pH在9～11，在pH5～10时比较稳定。碱性蛋白酶主要用于洗涤工业，在食品、医疗、酿造、丝绸、制革等领域也有广泛的应用。碱性蛋白酶最早发现于猪的胰脏中。1913年，Rohm首先将胰蛋白酶用于洗涤浸泡剂。1945年，瑞士的Dr.Jaag等发现微生物来源的碱性蛋白酶，使得蛋白酶广泛应用于洗涤剂工业成为可能。目前，蛋白酶是工业用酶中占比最大的酶类，约占全世界每年总销量的60％左右，其中碱性蛋白酶约占25％。因此碱性蛋白酶具有重大的商业价值与开发潜力。相较于国外，虽然我国酶制剂工业快速发展，但是仍然存在一定差距。目前碱性蛋白酶市场需求量比较大，但是现有碱性蛋白酶生产菌株的生产水平有待提高，亟待研发出碱性蛋白酶的高效表达菌株。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碱性蛋白酶及其基因、工程菌(重组菌株)和制备方法。本专利技术的另一目的提供上述碱性蛋白酶及基因工程菌的应用。本专利技术从地衣芽孢杆菌CRVAB300(Bacilluslicheniformis)中分离得到一种新的碱性蛋白酶。本专利技术提供了一种碱性蛋白酶，其氨基酸序列如SEQIDNO.1所示：本专利技术中的碱性蛋白酶，具有良好的热稳定性以及pH稳定性。其最适温度为40℃，在35～60℃之间相对酶活为80％以上。在40～50℃条件下保温1h，剩余酶活在70％以上，甚至在50℃保温2h后仍有60％的剩余酶活；重组碱性蛋白酶最适pH为10.5，在pH9～11之间相对酶活达到80％以上。其在pH7～11范围内耐受1h剩余酶活力达到90％以上。本专利技术提供了编码上述碱性蛋白酶的基因。具体地，该基因的碱基序列如SEQIDNO.2所示：本专利技术通过PCR的方法分离克隆了所述碱性蛋白酶的编码基因，DNA全序列分析结果表明，碱性蛋白酶的编码基因全长1137bp。将碱性蛋白酶的编码基因经序列比对后发现与GENBANKACCESSIONNumber为HM147766.1的碱性蛋白酶基因相似度达91％。本专利技术还提供了包含上述碱性蛋白酶基因的重组载体，优选为包含权利要求2或3所述碱性蛋白酶基因的质粒pwB980。所述重组质粒pwB980还含有kan抗性基因、P43启动子序列、SPsacB信号肽序列、枯草芽孢杆菌终止子序列；本专利技术所述碱性蛋白酶基因位于重组质粒pwB980的SPsacB信号肽序列和枯草芽孢杆菌终止子序列之间。本专利技术还提供了包含上述碱性蛋白酶基因的重组菌株，优选所述重组菌株为解淀粉芽孢杆菌K1。本专利技术还提供了一种制备上述碱性蛋白酶的方法，包括以下步骤：1)用上述包含本申请中上述碱性蛋白酶编码基因的重组载体转化宿主细胞，得重组菌株；2)培养重组菌株使其发酵，诱导重组碱性蛋白酶表达；3)回收并纯化所表达的碱性蛋白酶。其中，优选所述宿主细胞为解淀粉芽孢杆菌，优选将重组表达质粒转化解淀粉芽孢杆菌，得到重组菌株。所述发酵培养基为液体培养基，主要成分包括：20～40g/L的玉米粉，20～40g/L的豆饼粉，30～50g/L的麸皮，0.2～0.5g/L的磷酸二氢钾，3～5g/L的磷酸氢二钠，其余为水。所述发酵温度为29.5～35℃，优选30℃。本专利技术还提供了上述碱性蛋白酶的应用。优选地，提供上述碱性蛋白酶在饲料、食品、医药等工业领域中的应用，特别是在上述领域中降解蛋白的应用。本专利技术中的碱性蛋白酶，具有良好的热稳定性以及pH稳定性。其最适温度为40℃，在35～60℃之间相对酶活为80％以上。在40～50℃条件下保温1h，剩余酶活在70％以上，甚至在50℃保温2h后仍有60％的剩余酶活；本专利技术的重组碱性蛋白酶最适pH为10.5，在pH9～11之间相对酶活达到80％以上。其在pH7～11范围内剩余酶活力达到90％以上。可应用于饲料、食品、医药等工业领域。本专利技术运用基因工程技术构建了含有碱性蛋白酶基因的重组质粒，并在解淀粉芽孢杆菌中实现了碱性蛋白酶的高效表达。构建的碱性蛋白酶重组菌株具有较高的应用价值，具有很高的产碱性蛋白酶的能力，在同等发酵条件下，较野生菌酶活提高了约55％。附图说明图1为本专利技术实施例1的碱性蛋白酶基因的PCR扩增电泳图，其中：1、为碱性蛋白酶基因片段，2、为DNA分子量标准；图2为本专利技术重组质粒pwb980-apr结构示意图；图3为本专利技术重组碱性蛋白酶最适温度；图4为本专利技术重组碱性蛋白酶热稳定性；图5为本专利技术重组碱性蛋白酶最适pH值；图6为本专利技术重组碱性蛋白酶pH稳定性。具体实施方式试验材料和试剂1、菌株及载体表达载体pwb980购自于Invitrogen公司；枯草芽孢杆菌株168购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)。解淀粉芽孢杆菌K1由土壤中分离。2、酶类及其它生化试剂酶类及其它生化试剂：内切酶购自TaKaRa公司，连接酶购自Invitrogen公司。p-nitrophenyl-a-L-arabionfuranoside(pNPAf)购自Sigma公司，其它都为国产试剂(均可从普通生化试剂公司购买得到)。说明：以下实施例中未作具体说明的分子生物学实验方法，均参照《分子克隆实验指南》(第三版)J.萨姆布鲁克一书中所列的具体方法进行，或者按照试剂盒和产品说明书进行。实施例1碱性蛋白酶基因的获得地衣芽孢杆菌CRVAB300是在水库附近采集的土壤样品中分离得到。具体为将土壤样品溶于无菌水中，经富集培养后取合适稀释梯度涂布于含1％脱脂牛奶的平板上，根据平板上透明圈的大小筛选得到。提取地衣芽孢杆菌CRVAB300(Bacilluslicheniformis)基因组DNA：(1)取0.5～2mL培养菌液，10000rpm，离心30s，尽可能的吸取上清，收集菌体；(2)EP管中加200μL缓冲液RB重悬，10000rpm离心30s，弃上清；(3)对于革兰氏阳性菌：加入120μL溶菌酶，颠倒混匀，37℃水浴30～60min；(4)12000rpm离心2min，弃上清后将细胞振荡或者吹打重悬于180μL缓冲液RB中；(5)加RNaseA(25mg/mL)溶液20μL，振荡混匀，室温放置5～10min；(6)加结合液CB800μL，再加入100μL异丙醇，立刻涡旋振荡充分混匀，此时可能出现絮状沉淀；(7)将上一步混合物(包括可能有的沉淀)加入一个吸附柱AC中，吸附柱放入收集管中，13000rpm离心30～60s，弃掉废液；(8)加抑制物去除液IR500μL，12000rpm离心30s，弃废液；(9)加入700μL漂洗液WB，12000rpm，离心30s，弃掉废液；(10)加入500μL漂洗液WB，12000rpm，离心30s，弃掉废液；(11)将吸附柱AC放回空收集管中，13000rpm离心2min，尽量除去漂洗液，以免漂洗液中残留乙醇抑制下游反应；(12)取出吸附柱AC，放入一个干净的离心管中，在吸附膜的中间部位加100μL洗脱缓冲液EB，室温放置3～5min，12000rpm离心1min。将得到的溶液重新加入离心吸附柱中，室温放置2min，12000rpm离心1min；(13)得到的DNA于-20℃保存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性蛋白酶，其特征在于，所述碱性蛋白酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.一种碱性蛋白酶，其特征在于，所述碱性蛋白酶的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。2.一种碱性蛋白酶基因，其特征在于，编码权利要求1所述的碱性蛋白酶。3.根据权利要求2所述的碱性蛋白酶基因，其特征在于，所述碱性蛋白酶基因的碱基序列如SEQIDNO.2所示。4.包含权利要求2或3所述碱性蛋白酶基因的重组载体。5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体为质粒pwB980。6.包含权利要求2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴培均，李富伟，张士彬，罗建杰，
申请(专利权)人：北京科为博生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11