本发明专利技术公开一种嗜碱链霉菌及其产生的碱性木聚糖酶和应用。该嗜碱链霉菌，是从红树林的土壤中筛选得到的产碱性木聚糖酶菌株。本发明专利技术还公开了上述嗜碱链霉菌产生的碱性木聚糖酶，该酶具有pH适应范围广，耐热、碱、金属离子和表面活性剂等适用于造纸等工业的优良酶学特性，可在造纸等工业中应用。本发明专利技术的嗜碱链霉菌属于耐碱的极端微生物，可在高碱性条件下培养，具有可有效抑制杂菌污染，有利于大规模的发酵生产的特点。
A Streptomyces basophilus and its alkaline xylanase and its application
The invention discloses a Streptomyces basophilus and its alkaline xylanase and its application. The Streptomyces alkalophilus is an alkaline xylanase strain screened from mangrove soil. The invention also discloses the basic xylanase produced by Streptomyces alkalophilus. The enzyme has a wide range of pH adaptation, heat resistance, alkali, metal ions and surface active agents, which are suitable for papermaking and other industries, and can be used in papermaking and other industries. The alkalophilic Streptomyces alkalophilus is an alkali resistant extreme microorganism, which can be cultured under the high alkaline condition, and can effectively inhibit the contamination of the mixed bacteria, and is beneficial to the large-scale fermentation production.
【技术实现步骤摘要】
一种嗜碱链霉菌及其产生的碱性木聚糖酶和应用
本专利技术属于生物
，特别涉及一种嗜碱链霉菌及其产生的碱性木聚糖酶和应用。
技术介绍
木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1,4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内。而半纤维素在自然界中含量占生物量的30％，仅次于纤维素。木聚糖酶是将木聚糖催化水解成低聚木糖或木寡糖的酶系总称，包括多种木聚糖内切酶和外切酶，广泛分布于细菌、真菌、酵母、放线菌、反刍动物瘤胃、蜗牛、甲壳动物、陆地植物组织和各种无脊椎动物中，其中细菌来源的中性或碱性木聚糖酶具有较高的耐碱性和热稳定性。木聚糖酶具有广泛的应用，在造纸工业中，可应用于纸浆漂白、废纸脱墨；在饲料行业中，木聚糖酶可降低小麦型日粮水溶性木聚糖导致的食糜黏性增高，从而提高消化酶对底物的作用效率，同时木聚糖酶可作用于不溶性非淀粉多糖，破碎植物细胞壁，并释放出营养物质；在酿酒和食品行业中应用也非常广泛，如木聚糖酶添加到面粉中，可以改善面团的持水性、稳定性和对过度发酵的耐受性，提高入炉急涨性能，增大烘烤后面包的体积，改善面包心质地，降低面包的老化速率，延长货架寿命。根据催化域氨基酸序列及结构的相似性，木聚糖酶多被划分为糖苷水解酶10家族或第11家族。另外，第5家族、第7家族、第8家族或第43家族的木聚糖酶也有报道。大部分木聚糖酶属于F/10和G/11两大家族。G/11木聚糖酶多为单结构域，相对分子质量较小，催化产物中寡聚糖较多，而单糖较少，酶的最适作用温度为50～60℃，酶的空间结构呈“右手半握状”。F/10木聚糖酶则含有较多结构域，不仅具有催化结构域，而且还有纤维素结合结构域(CelluloseBindingDomain:CBD)，相对分子质量较大，催化产物中单糖较多，最适作用温度为60～80℃，酶的空间结构呈“碗状”。与G/11家族相比，F/10家族木聚糖酶在耐高温、耐酸和耐碱等方面更具优越性。在密码子偏好性方面，F/10木聚糖酶基因的密码子以“A”碱基为主，而G/11家族以“G/C”碱基为主。目前，工业上直接利用木聚糖酶还存在一些问题：稳定性差、底物特异性低、使用寿命短和成本高等。作为一种微生物制剂，木聚糖酶对温度、湿度和酸碱度都有一定的要求。为了适应不同饲料加工工艺及应用的需要，常需筛选耐高温的菌种，或采用基因工程及蛋白质工程手段改造木聚糖酶的属性，以满足各种因素对木聚糖酶的要求。现阶段生产的木聚糖酶均为真菌来源的木聚糖酶，这些酶的最适作用pH值普遍小于5.5。此外，木聚糖酶特异性低，直接利用效果较差，因此还应深入研究底物种类及质量浓度与木聚糖酶用量的关系，探讨不同酶制剂间的配伍效果，提高木聚糖酶的底物特异性。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3。该嗜碱链霉菌可产生一种碱性木聚糖酶。本专利技术的另一目的在于提供上述嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3产生的碱性木聚糖酶。该酶具有pH适应范围广，耐热、碱、金属离子和表面活性剂等适用于造纸等工业的优良酶学特性。本专利技术的再一目的在于提供上述嗜碱链霉菌及其产生的碱性木聚糖酶的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种嗜碱链霉菌，是从红树林土壤中筛选得到的产碱性木聚糖酶菌株Streptomycessp.WMN-3。所述菌株保藏单位：中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏日期：2017年9月7日，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，保藏编号：CCTCCNO：M2017477。菌落形态特征：在琼脂平板上的菌落直径一般为1～1.5μm，呈米白色，不规则圆形，突起，全缘。所述的琼脂平板，其配方为琼脂20g/L，葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，酵母提取物5g/L，KH2PO41g/L，MgCl20.2g/L，NaCl50g/L，Na2CO310g/L，pH9.0；该菌株的选择培养基配方：木聚糖5.0～8.0g/L，KNO31.0g/L，MgSO4·7H2O0.5g/L，NaCl10～15g/L，KH2PO41.5g/L，固体培养基加琼脂15～20g/L，pH8.0～9.0；培养温度为30～37℃。所述嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3产生的碱性木聚糖酶，按下述方法制得：(1)粗酶液的提取将Streptomycessp.WMN-3菌种接到液体选择培养基中，于37℃、200rpm培养48h，将48h培养液以14000rpm的转速冷冻离心20min，取上清液；利用3000道尔顿超滤浓缩膜将上清液超滤浓缩，即得粗酶液，用于离子交换层析；(2)碱性木聚糖酶的分离纯化(a)阴离子交换层析离子交换层析的介质为DEAESepharoseFastFlow；缓冲液体系采用pH值为8.0的Tris-HCl缓冲液，平衡液为pH8.0Tris-HCl缓冲液，洗脱液为含NaClpH8.0Tris-HCl缓冲液；取100mL介质小心灌入层析柱(规格为Φ2.6cm×30cm)中，使得凝胶均匀且无气泡；用300mL的平衡液进行平衡，直至A280稳定后上样(粗酶液)，待穿透峰出现之后收集穿透峰，透析、浓缩；(b)阳离子交换层析层析介质为SPSepharoseFastFlow；缓冲液体系采用pH值为6.0的PBS缓冲液；把阴离子交换层析所得酶活峰透析浓缩，加入到预先用pH值为6.0的PBS缓冲液平衡好的层析柱上，以60mL·h-1的流速用含NaCl的pH6.0的PBS缓冲液洗脱，收集具有酶活性的洗脱峰，通过透析浓缩，得到碱性木聚糖酶，并置于4℃保存备用。所述碱性木聚糖酶的蛋白分子量约为39KD，比活力达131.2IU/mL；最适pH为7～9左右，在pH6～11范围内，酶活性均可保持在80％以上；最适反应温度为50～60℃左右；具有耐Co2+、Mn2+、Zn2+、Ca2+、Li+、Fe3+、Ag+、Al3+、Mg2+等金属离子的良好特性，但Cu2+对碱性木聚糖酶的酶活性有一定的抑制作用；SDS和螯合剂EDTA对碱性木聚糖酶的酶活性影响甚微。所述嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3及其产生的碱性木聚糖酶在造纸等工业中的应用。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术筛选得到的Streptomycessp.WMN-3属于耐碱的极端微生物，可在高碱性条件下(pH9.0)培养，具有可有效抑制杂菌污染，有利于大规模的发酵生产的特点。(2)本专利技术嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3产生的碱性木聚糖酶的比活力达131.2IU/mL；最适pH为7～9左右，在pH6～11范围内，酶活性均可保持在80％以上；最适反应温度为50～60℃左右；在50℃以下酶活性稳定。具有耐Co2+、Mn2+、Zn2+、Ca2+、Li+、Fe3+、Ag+、Al3+、Mg2+等金属离子的良好特性，但Cu2+对碱性木聚糖酶的酶活性有一定的抑制作用；SDS和螯合剂EDTA对碱性木聚糖酶的酶活性影响甚微。附图说明图1是Streptomycessp.WMN-3菌在1％刚果红平板上生长所产生的透明圈的结果图。所述的1％刚果红平板的配方是：刚果红10g/L，木聚糖8.0g/L，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种嗜碱链霉菌，其特征在于：名称为Streptomyces sp.WMN‑3，于2017年9月7日保藏于位于中国武汉武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2017477。
【技术特征摘要】
1.一种嗜碱链霉菌，其特征在于：名称为Streptomycessp.WMN-3，于2017年9月7日保藏于位于中国武汉武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2017477。2.权利要求1所述的嗜碱链霉菌的选择培养基，其特征在于：所述的选择培养基的配方为：木聚糖5.0～8.0g/L，KNO31.0g/L，MgSO4·7H2O0.5g/L，NaCl10～15g/L，KH2PO41.5g/L，pH8.0～9.0。3.根据权利要求2所述的嗜碱链霉菌的选择培养基，其特征在于：所述的选择培养基的配方为：木聚糖8.0g/L，KNO31.0g/L，MgSO4·7H2O0.5g/L，NaCl15g/L，KH2PO41.5g/L，pH9.0。4.一种碱性木聚糖酶的制备方法，其特征在于：所述的碱性木聚糖酶按下述方法制得：(1)粗酶液的提取将权利要求1所述的嗜碱链霉菌Streptomycessp.WMN-3菌种接到液体选择培养基中，于37℃、200rpm培养48h，将48h培养液以14000rpm的转速冷冻离心20mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘森林，周鹏，陈伟钊，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。