一种具有低温活性的木聚糖酶PaXynA及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种具有低温活性的木聚糖酶PaXynA及其编码基因与应用，该蛋白具有木聚糖酶活性，蛋白的氨基酸序列与SEQ ID NO:2具有至少99％的一致性。该木聚糖酶PaXynA具有良好的低温适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有低温活性的木聚糖酶PaXynA及其编码基因与应用
本专利技术涉及生物
，具体地，涉及一种木聚糖酶PaXynA的蛋白、编码该蛋白的基因、含有该基因的表达载体和重组菌株、裂解木聚糖的方法以及应用。
技术介绍
木聚糖(Xylan)是植物半纤维素的主要成分，约占地球上所有可再生有机碳的33％，是由β-1,4-糖苷键连接形成的多聚体，在自然界中含量仅仅低于纤维素，具有极大的工业利用潜力。木聚糖酶能够水解木聚糖，使得木聚糖在许多工业生产中得以运用，在许多工业领域中具有广阔的应用前景，包括硫酸盐纸浆的生物漂白、植物纤维的脱胶、烟草加工、植物油的提取、纺织纤维的回收和农业废物的生物转化，以及生物燃料生产等。木聚糖结构复杂，完全水解需要多种酶的协同作用才能完成，该酶系主要包括：内切-β-1,4-木聚糖酶(EC3.2.1.8)，β-1,4-木糖苷酶(EC3.2.1.37)，α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(EC3.2.1.55)及阿魏酸酯酶(EC3.1.1.6)等，木聚糖水解酶系中关键酶是断裂β-1,4-糖苷键的木聚糖酶(内切-1，4-β-xylanase；EC3.2.1.8)，其水解木聚糖后生成木糖和木二糖。由于直接参与糖苷键的断裂，内切木聚糖酶是重要的木聚糖酶。目前已报道的木聚糖酶主要来源有细菌(bacteria)、真菌(fungi)、放线菌(actinomycetes)和酵母菌(yeast)，包括纤维素单胞菌(Cellulosima)、芽孢杆菌(Bacillus)、微球菌(Micrococcus)、青霉菌(Penicillium)、链霉菌(Streptomycete)等。用于工业生产的木聚糖酶最适反应温度大多在50～60℃左右，最适作用pH在5.0～7.0左右，而最适反应温度低于40℃的低温木聚糖酶较少。但是，在工业生产中温度的升高会伴随着能源消耗，环境污染，成本上升等问题，寻找低温适应性木聚糖酶无疑是解决问题的最佳方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的木聚糖酶低温适应性差的问题，提供一种木聚糖酶PaXynA的基因、蛋白、裂解木聚糖的方法及应用。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种蛋白，所述蛋白具有木聚糖酶活性，所述蛋白的氨基酸序列与SEQIDNO:2具有至少99％的一致性。可选地，所述蛋白的氨基酸序列为SEQIDNO:2；所述蛋白作为木聚糖酶的最适作用温度为30-40℃，最适作用pH值为5.0-6.0。本专利技术第二方面提供一种基因，该基因编码本专利技术第一方面提供的蛋白。可选地，所述基因的核苷酸序列为SEQIDNO:1所示的序列。本专利技术第三方面提供一种表达载体，所述表达载体插入有表达框，所述表达框含有本专利技术第二方面提供的基因。本专利技术第四方面提供一种重组菌株，所述重组菌株含有外源的本专利技术第二方面提供的基因。本专利技术第五方面提供一种水解木聚糖的方法，该方法包括：将含有木聚糖的原料与本专利技术第一方面提供的蛋白在酶促反应条件下接触。可选地，所述酶促反应的条件包括：温度为4-80℃，pH值为3.0-10.0，时间为2-20min；优选地，温度为30-40℃，pH值为5.0-6.0，时间为8-12min。可选地，所述含有木聚糖的原料包括燕麦木聚糖和/或桦木木聚糖，优选为燕麦木聚糖。本专利技术第六方面提供一种本专利技术第一方面提供的蛋白在低温水解木聚糖中的应用。通过上述技术方案，本专利技术的具有木聚糖酶活性的蛋白具有良好的低温适应性，可以较低的温度下处理木聚糖，可以降低工业生产成本、减轻环境污染、节约能源。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。生物材料保藏信息嗜氧类芽孢杆菌R14，分类命名Paenibacillusaerobic，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏地址为：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期为2019年3月29日，保藏编号为GDMCCNO：60620。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例3的木糖标准曲线；图2是本专利技术实施例3的温度、pH值和金属离子对木聚糖酶PaXynA的酶活性影响的结果图；图3是本专利技术实施例3木聚糖酶PaXynA的酶促反应的动力学方程图；图4是SDS-PAGE电泳分析实施例1制备的蛋白的结果；其中，M为标准蛋白Maker；1为携带重组质粒28a-paXynA未经诱导的细胞破碎上清液；2为携带本专利技术构建的重组质粒经诱导后的细胞破碎上清液；3为携带本专利技术构建的重组质粒经诱导后的细胞破碎上清液经Ni柱亲和层析后的剩余蛋白；4为本专利技术构建的重组质粒经诱导后的细胞破碎上清液经AKTA仪器纯化过后的单一木聚糖酶PaXynA。具体实施方式以下结合附图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。本专利技术提供了一种蛋白，该蛋白具有木聚糖酶活性，该蛋白的氨基酸序列与SEQIDNO:2具有至少99％的一致性。其中，SEQIDNO:2的序列为MYKSSTPGLRDAAVAKGKHIGVATQSWYLTDKNYAKIISNEYDMLTPEYQMKMSEVQAQRGVFDFTEADKLVKFARDNNMLVRGHALIWHDALPSWVLDGKFTRDEWIQILRDHITTTVKHFKGKIYAWDVVNEAFWTNGQYRPSIWYTNIGPEYIELAFRYAHEADPNAKLFYNDFDTEVTNSKSTAEYQMVKQLKAKGVPINGVGFQTHLTIDGVNYADMKQNFQRFAALGVDTDITEMDLISHTFKGTFQAKMKAEADVYANVYKIALSLPSVKSFVTWGLKDDHSWLNQDTGYQEYPLLLDNSYNKKPAYDAILKLLKG。根据本专利技术，木聚糖酶活性是指1,4-β-D-木聚糖的木聚糖水解酶(1,4-beta-D-xylanxylanohydrolase)的活性，也就是催化木聚糖中(1-4)-β-D-木糖苷键的内水解的酶，该酶的系统命名为EC3.2.1.8，该酶的活性可以根据酶学委员会(EnzymeCommission)规定的标准进行测定(Howard,B.H.,Jones,G.andPurdom,M.R.Thepentosanasesofsomerumenbacteria.Biochem.J.74(1960)173-180.)。根据本专利技术，该蛋白作为木聚糖酶的最适作用温度可以为30-40℃，最适作用pH值可以为5.0-6.0。在一种优选的具体实施方式中，蛋白的氨基酸序列为SEQIDNO:2。本专利技术第二方面提供一种基因，该基因编码本专利技术第一方面提供的蛋白。根据本专利技术，可以按照如上所述的蛋白的氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白，其特征在于，所述蛋白具有木聚糖酶活性，所述蛋白的氨基酸序列与SEQID NO:2具有至少99％的一致性。/n

【技术特征摘要】
1.一种蛋白，其特征在于，所述蛋白具有木聚糖酶活性，所述蛋白的氨基酸序列与SEQIDNO:2具有至少99％的一致性。


2.根据权利要求1所述的蛋白，其中，所述蛋白的氨基酸序列为SEQIDNO:2；所述蛋白作为木聚糖酶的最适作用温度为30-40℃，最适作用pH值为5.0-6.0。


3.一种基因，其特征在于，该基因编码权利要求1或2所述的蛋白。


4.根据权利要求3所述的基因，其中，所述基因的核苷酸序列为SEQIDNO:1所示的序列。


5.一种表达载体，其特征在于，所述表达载体插入有表达框，所述表达框含有权利要求3或4所述的基因。


6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敏，张维，李江，高如雨，周正富，陆伟，柯秀彬，
申请(专利权)人：中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11