本发明专利技术涉及经过修饰的木聚糖酶，其在苛刻的工业环境下，诸如增加的ｐＨ值和／或温度下，具有增加的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在苛刻的工业环境下，诸如增加的pH值和/或温度 下，具有增加的稳定性的修饰酶。
技术介绍
木聚糖酶存在于至少上百种不同生物体内。木聚糖酶是糖基水 解酶，其水解P-l,4-连接的吡喃木糖苷链。在Hcm'issat和Bairoch (1993) 建立的对糖基水解酶家族基于序列的分类中，多数木聚糖酶出现于家 族10和11 (第10家族和第11家族)。家族ll中成员的共同特征包括高度 的基因同源性，大约20kDa的大小，以及双取代催化机制(Tenkanen等， 1992; Wakarchuk等，1994)。现在，根据其结构相似性，这些家族被分 类成部族(或者异种集团(Clans)) (Henrissat和Davies, 1995)。家族ll 中的糖基水解酶，其主要为木聚糖酶，同家族12的酶一起归于部族C (ClanC)中，已知家族12 (第12家族)的酶都是纤维素酶。 木聚糖酶常常可被用于重要的应用，例如纸桨漂白、纺织品纤 维修饰以及在动物饲料中(如木聚糖酶可以帮助动物消化，Prade， 1996)。木聚糖酶在人类的食品生产中也有用处。例如，木聚糖酶改善 面包生面团的性质和面包质量。木聚糖酶也可以通过改善包含木聚糖 的啤酒的过滤性来辅助酿造过程。也可以用木聚糖酶来降解植物物质， 包括处理/利用农业废物和农业产品加工中产生的废物，包括以生物质 为原料生产燃料或者其它生物基产品和材料。然而，经常性地，这些应用过程中的极端条件，比如高温度和/ 或高pH值等，致使木聚糖酶不如在常规条件下有效。比如，在纸桨的 漂白中，从碱洗阶段输送而来的物料可能具有高温，有时高于8(TC; 以及高pH值，例如高于IO。由于大多数的木聚糖酶都不能在这样的条 件下很好地发挥作用，因此必须对纸浆冷却和碱性pH中和之后，通常 的木聚糖酶才能发挥作用。考虑到其中某些步骤，因为必须做出改变来适应木聚糖酶，该过程的成本会大大增加。在另外的例子中，木聚糖酶在动物词料应用中也有用处。在这 种情况下，木聚糖酶在饲料生产过程中要经受短时间的高温条件(如 在95。C或更高温度下，0.5到5分钟)。在这样温度条件下可能发生酶的 钝化，当需要在较低温度下比如 37'C下时这些酶变成无用的。 已发现具有改良性质的木聚糖酶。已发现几种热稳定的、嗜碱 的和嗜酸的木聚糖酶，并己经从嗜热生物中克隆(Bodie等，1995; Fukunaga等，1998)。然而，常常难于以经济有效的数量进行酶的生产。 另一方面，里氏木霉(rre"e/)产生木聚糖酶，其热稳定性不如来自 嗜热生物的木聚糖酶。已知里氏木霉(7>ees")产生不同的木聚糖酶， 其中木聚糖酶I和II (分别是XynI和XynII )已经被很好地表征(Tenkanen等，1992)。 Xyn I的大小是19kDa， pl值是5.5， pH值为3 到4。 XynII的大小是20kDa， pl值是0.9， pH值最适值是5.0到5.5(T6n力nen和Rouvinen, 1995)。这些木聚糖酶在许多应用中显示出有利 的pH曲线、特异性和比活性，并且可以在大规模生产过程中经济地生 产。为制得具有有利性质的木聚糖酶已经作出了许多努力。例如， 有人尝试通过添加二硫桥来改善环状芽孢杆菌(Bac///^ c/rcw/。ra)木 聚糖酶的稳定性，二硫桥连结该蛋白的N-末端到C-末端上，以及a螺旋 的N-末端部分到邻近的(3链上(Wakarchuk等，1994)。同时，Campbell 等人为增加热稳定性(1995)，通过分子内和分子间的二硫键来修饰环 状芽孢杆菌(5tf"7/w c/rcw/ara)木聚糖酶。相似地，里氏木霉(Z: 木聚糖酶II的稳定性也通过将其N末端区域改成嗜热木聚糖酶的相应 部分而得到了改善(Sung等，1998)。除了改良的热稳定性以外，酶 的活性范围也拓展到包括了碱性pH值。单点突变也被用来增加环状芽 孢杆菌木聚糖酶(Boc/〃M c//rw/ara xylanase)的稳定性(Arase等， 1993)。通过比较嗜热(thermophilic)和嗜温(mes叩hilic)酶的结构，得 到了大量信息(Vogt等，1997)。嗜热木聚糖酶的结构分析也给出了关 于影响木聚糖酶热稳定性的因素的信息(Gmber等，1998; Harris等， 1997)。然而，当前需要在工业条件中具有改良性质的酶，特别是木聚 糖酶。专利技术概述本专利技术涉及修饰酶(modified enzymes)。具体地说，本专利技术涉及 在极端pH和温度条件下具有改良性能的修饰酶(modified enzymes)。 在第一个方面，本专利技术关于修饰木聚糖酶(modifiedxylanase)， 其包含多肽，该多肽具有如SEQIDNO:l提出的氨基酸序列，其中该序 列在选自下面的位置上具有至少一个被取代的氨基酸残基，该位置选 自2， 5， 7， 10， 11， 16， 19， 22， 26， 28， 29， 30， 34， 36， 38， 57， 58， 61， 63， 65， 67， 92， 93， 97， 105， 108， 110， 111， 113， 132， 143， 144， 147， 149， 151， 153， 157， 160， 162， 165， 169， 180， 184， 186， 188， 190和+191。优选地，取代选自2， 22， 28， 58， 65， 92， 93， 97， 105， 108， 144， 162， 180和+191。优选地，修 饰木聚糖酶具有至少一个取代，该取代选自H22K， S65C， N92C， F93W， N97R， V108H， H144C， H144K， F180Q和S186C。并且，优 选地，同野生型木聚糖酶相比，修饰木聚糖酶表现出改良的嗜热性、 嗜碱性或者二者的结合。在第二个方面，本专利技术关于修饰酶(modified enzyme)，该修饰 酶包含了氨基酸序列，该氨基酸序列与SEQIDNO:l提出的序列同源， 该氨基酸序列在与选自下面的位置等价的位置上具有至少一个取代的 氨基酸残基2， 5， 7， 10， 11， 16， 19， 22， 26， 28， 29， 30， 34， 36， 38， 57， 58， 61， 63， 65， 67， 92， 93， 97， 105， 108， 110， 111， 113， 132， 143， 144， 147， 149， 151， 153， 157， 160， 162， 165， 169， 180， 184， 186， 188， 190和+191。在优选的实施方案中，该氨 基酸序列在与选自下面的位置等价的位置上具有至少一个取代氨基酸 残基2， 22， 28， 58， 65， 92， 93， 97， 105， 108， 144， 162， 180 和+191。在优选实施方案中，该氨基酸序列具有至少一个选自下面的 取代氨基酸残基:H22K， S65C， N92C， F93W， N97R， V108H， H144C， H144K， F180Q和S186C。在本专利技术优选实施方案中，修饰酶(modified enzym本文档来自技高网...
【技术保护点】
核酸，其编码修饰的木聚糖酶，所述木聚糖酶包含具有如ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１所示的氨基酸序列的多肽，其中所述序列在选自下面的位置上具有至少一个取代的氨基酸残基：２，５，７，１０，１１，１６，１９，２２，２６，２８，２９，３０，３４，３６，３ ８，５７，５８，６１，６３，６５，６７，９２，９３，９７，１０５，１０８，１１０，１１１，１１３，１３２，１４３，１４４，１４７，１４９，１５１，１５３，１５７，１６０，１６２，１６５，１６９，１８０，１８４，１８６，１８８，１９０和＋１９１。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：KA克拉克森，F费内尔，
申请(专利权)人：金克克国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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