一种玉米赤霉烯酮降解酶及其基因和制备方法及应用以及降解玉米赤霉烯酮的方法技术

本发明专利技术涉及微生物领域，公开了一种玉米赤霉烯酮降解酶及其基因和制备方法及应用以及降解玉米赤霉烯酮的方法。具体地，本发明专利技术提供了一种玉米赤霉烯酮降解酶，该玉米赤霉烯酮降解酶具有如下(a)和/或(b)所示的氨基酸序列：(a)SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列；(b)SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列中第1‑262和264位氨基酸残基中的一个或几个经过取代、缺失或添加后仍具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的氨基酸序列。本发明专利技术提供的玉米赤霉烯酮降解酶可以高效且快速地降解ZEN，具有良好的工业应用前景。

Zearalenone degrading enzyme and its gene, preparation method and application, and method for degrading zearalenone

The invention relates to the field of microorganism, and discloses a method for producing corn Chek - ketene degrading enzyme, its gene and its preparation method and application as well as the degradation of zearalenone. Specifically, the present invention provides a corn Chek - ketene degrading enzyme that has the amino acid sequence shown by (a) and / or (b) as follows: (a) SEQ ID NO:2 as shown in the amino acid sequence; one or a few of the first amino acid residues in the amino acid sequence of the amino acid sequence of the (b) SEQ ID NO:2. The amino acid sequence of zearalenone degrading enzyme still exists after substitution, deletion or addition. The zearalenone degrading enzyme provided by the invention can degrade ZEN efficiently and rapidly, and has good industrial application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种玉米赤霉烯酮降解酶及其基因和制备方法及应用以及降解玉米赤霉烯酮的方法
本专利技术涉及微生物领域，具体地，涉及一种玉米赤霉烯酮降解酶，编码该玉米赤霉烯酮降解酶的基因，含有该基因的重组载体和菌株，一种添加剂，含有该添加剂的粮油或饲料，表达该玉米赤霉烯酮降解酶的方法，和上述玉米赤霉烯酮降解酶、基因、重组载体、菌株和添加剂在降解玉米赤霉烯酮中的应用，以及降解玉米赤霉烯酮的方法。
技术介绍
玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)是由镰刀菌产生并释放到土壤环境中的真菌毒素，它是世界上污染范围最广泛的一种镰刀菌毒素。1999年，D.Mello等人研究发现，ZEN能够降低怀孕动物的胚胎成活率及新生胎儿的出生率。ZEN对人体的影响主要是引发肿瘤、诱导DNA收缩、导致染色体失常等。此外，ZEN可与17β-雌二醇受体结合，导致脂肪氧化反应、细胞凋亡并导致蛋白质和DNA合成的抑制，还可以抑制其它大分子的生物合成。玉米赤霉烯酮作为世界上污染粮油或饲料最广泛的真菌毒素之一，在欧洲、非洲、北美洲、南美洲等世界各地的谷物中以及农副产品中都检测到了ZEN的存在。ZEN可以通过污染谷类等农作物，进而进入人或动物体内，危害人和动物的健康，造成巨大的经济损失。同时，ZEN本身具有分布广、繁殖快、耐热、毒性大、残留时间长等问题，已经引起了全世界的关注。目前，大部分国家对粮油或饲料中的ZEN含量都作了十分严格的规定，例如，澳大利亚规定谷物中ZEN的含量不能超过50ng/g；意大利规定在谷物和谷类产品当中ZEN的含量不能超过100ng/g；在法国，植物油和谷类当中ZEN的含量必须低于200ng/g。目前，去除ZEN毒素的方法主要分为物理法、化学法和生物法。物理法包括机械分离处理、高温失活、放射处理或吸附剂等；化学法是通过酸碱溶液或其它化合物对毒素进行处理。然而，通过物理和化学处理以去除ZEN的方法具有局限性。例如，通过热处理，不能有效地使ZEN钝化；通过挤出和使用氧化剂进行处理，虽然可以在一定程度上降低ZEN的含量，但是在饲料和食品的制备过程中采用挤出方法和使用氧化剂(如臭氧或过氧化氢)，由于成本较高、处理样品的品质损失、效率和特异性较低而受到限制。总之，由于物理法存在着成本高、操作难、处理后的产物可能对粮油、饲料或环境造成污染等缺点，化学法可能会改变饲料的性状，产生有害残留物，从而存在食品安全问题等缺陷，从而限制了这两种方法在实际生产中的应用。生物法主要是利用微生物或其降解产物进行毒素降解的过程，具有对原料的感官性状、适口性、营养物质影响较小等优点，同时，还具有安全、环保、高效的特点，因此，利用现代生物技术去除粮油或/饲料中ZEN的研究具有良好的应用前景。在现有技术中，CN103937681A公开了一株食品级黑曲霉及其在玉米赤霉烯酮降解中的应用，将该黑曲霉在适宜的条件(28℃，菌液接种量2％)与终浓度为2ppm的ZEN共培养48h，ZEN的降解率为89.56％。CN103981134A公开了一株铜绿假单胞菌及其在降解玉米赤霉烯酮中的应用，将该铜绿假单胞菌在适宜的条件(28℃)下与终浓度为2ppm的ZEN共培养72h，ZEN的降解率为92.75％。CN103981133A公开了一株解淀粉芽孢杆菌及其在降解玉米赤霉烯酮中的应用，将该株解淀粉芽孢杆菌在适宜的条件(28℃)下与终浓度为5ppm的ZEN共培养24h，ZEN的降解率为95.99％。可见，现有的微生物降解ZEN的方法降解时间均较长，且降解率尚有待提高。另外，现有的降解ZEN的生物法大多是在温和的条件(如28℃，pH为7左右)下进行，然而，在较高的温度负荷下(如在容器中进行运输期间或在饲料粒化期间的情况下)或苛刻的酸碱性条件下尚无较好的解决办法，这就限制了生物法在降解ZEN中的应用范围。因此，有必要寻找一种高效的且安全性高的，并且在较高的温度负荷或苛刻的酸碱条件下可以使用的生物降解ZEN毒素的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供了一种玉米赤霉烯酮降解酶，编码该玉米赤霉烯酮降解酶的基因，含有该基因的重组载体和菌株，一种添加剂，表达该玉米赤霉烯酮降解酶的方法，和上述玉米赤霉烯酮降解酶、基因、重组载体、菌株和添加剂在降解玉米赤霉烯酮中的应用，以及降解玉米赤霉烯酮的方法。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种玉米赤霉烯酮降解酶，其中，该玉米赤霉烯酮降解酶具有如下(a)和/或(b)所示的氨基酸序列：(a)SEQIDNO：2所示的氨基酸序列；(b)SEQIDNO：2所示的氨基酸序列中第1-262和264位氨基酸残基中的一个或几个经过取代、缺失或添加后仍具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的氨基酸序列。第二方面，本专利技术还提供了一种编码玉米赤霉烯酮降解酶的基因，其中，该基因具有编码上述玉米赤霉烯酮降解酶的核苷酸序列。第三方面，本专利技术还提供了一种重组载体，其中，该重组载体含有上述基因。第四方面，本专利技术还提供了一种菌株，其中，该菌株含有上述基因或者上述重组载体。第五方面，本专利技术还提供了一种添加剂，其中，该添加剂含有上述玉米赤霉烯酮降解酶，和/或含有上述菌株的发酵产物。第六方面，本专利技术还提供了一种粮油或饲料，其中，该粮油或饲料含有上述玉米赤霉烯酮或上述添加剂。第七方面，本专利技术还提供了一种表达玉米赤霉烯酮降解酶的方法，其中，该方法包括：将上述重组载体导入宿主，诱导编码玉米赤霉烯酮降解酶的基因在所述宿主中表达；或者，诱导上述菌株表达玉米赤霉烯酮降解酶。第八方面，本专利技术还提供了上述玉米赤霉烯酮降解酶、基因、重组载体、菌株或者添加剂在降解玉米赤霉烯酮中的应用。第九方面，本专利技术还提供了一种降解玉米赤霉烯酮的方法，该方法包括：在酶降解反应的条件下，将酶剂与待处理的样品接触；其中，当所述酶剂含有上述玉米赤霉烯酮降解酶或者上述添加剂时，所述酶降解反应的条件包括：温度为20-55℃；pH值为3-9；或者，当所述酶剂含有具有SEQIDNO：1所示的氨基酸序列的玉米赤霉烯酮降解酶时，所述酶降解反应的条件包括：温度为40-55℃，pH值为3-9。本专利技术的专利技术人在研究过程中发现，本专利技术提供的玉米赤霉烯酮降解酶可以高效且快速地降解ZEN，具有良好的工业应用前景。并且，本专利技术提供的玉米赤霉烯酮降解酶还具有耐酸碱和耐高温的特性，这进一步扩大了其应用的范围。另外，本专利技术的优选实施方式使用酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌作为宿主菌株，将其产生的发酵产物直接添加于粮油和/或饲料中，对粮油和/或饲料的适口性的影响较小；而现有技术中通常使用大肠杆菌作为宿主菌株，将其产生的发酵产物添加至粮油和/或饲料中，会影响粮油和/或饲料的适口性。可见，通过本专利技术提供的方法制备得到的玉米赤霉烯酮降解酶具有更为广阔的应用前景，特别是应用于粮油和/或饲料中。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玉米赤霉烯酮降解酶，其特征在于，该玉米赤霉烯酮降解酶具有如下(a)和/或(b)所示的氨基酸序列：(a)SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列；(b)SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列中第1‑262和264位氨基酸残基中的一个或几个经过取代、缺失或添加后仍具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的氨基酸序列；优选地，所述玉米赤霉烯酮降解酶具有SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4或SEQ ID NO：5所示的氨基酸序列。

【技术特征摘要】
1.一种玉米赤霉烯酮降解酶，其特征在于，该玉米赤霉烯酮降解酶具有如下(a)和/或(b)所示的氨基酸序列：(a)SEQIDNO：2所示的氨基酸序列；(b)SEQIDNO：2所示的氨基酸序列中第1-262和264位氨基酸残基中的一个或几个经过取代、缺失或添加后仍具有玉米赤霉烯酮降解酶活性的氨基酸序列；优选地，所述玉米赤霉烯酮降解酶具有SEQIDNO：2、SEQIDNO：3、SEQIDNO：4或SEQIDNO：5所示的氨基酸序列。2.一种编码玉米赤霉烯酮降解酶的基因，其特征在于，该基因具有编码权利要求1所述的玉米赤霉烯酮降解酶的核苷酸序列；优选地，所述基因具有SEQIDNO：7、SEQIDNO：8、SEQIDNO：9或SEQIDNO：10所示的核苷酸序列。3.一种重组载体，其特征在于，该重组载体含有权利要求2所述的基因。4.一种菌株，其特征在于，该菌株含有权利要求2所述的基因或者权利要求3所述的重组载体。5.根据权利要求4所述的菌株，其中，所述菌株为细菌和/或真菌；优选地，所述菌株为球菌、杆菌、螺旋菌、酵母和霉菌中的至少一种；更优选地，所述菌株为酿酒酵母、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德式乳杆菌乳酸亚种、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、嗜热链球菌、罗伊氏乳杆菌、动物双歧杆菌、黑曲霉、米曲霉、迟缓芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、纤维二糖乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、产丙酸丙酸杆菌、布氏乳杆菌、副干酪乳杆菌、凝结芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌中的至少一种；进一步优选地，所述菌株为地衣芽孢杆菌(Bacilluslincheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)中的至少一种。6.一种添加剂，其特征在于，该添加剂含有权利要求1所述的玉米赤霉烯酮降解酶，和/或含有权利要求4或5所述的菌株的发酵产物。7.一种粮油或饲料，其特征在于，该粮油或饲料含有权利要求1所述的玉米赤霉烯酮降解酶，和/或含有权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏会波，林海龙，李文钊，张子剑，黄锦，唐堂，杨鑫，李凡，陈博，王小艳，张媛，
申请(专利权)人：中粮营养健康研究院有限公司，中粮集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11