具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY-6制造技术

本发明专利技术公开了一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY

【技术实现步骤摘要】
具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑6

[0001]本专利技术涉及生物
，更具体地，涉及一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6。

技术介绍

[0002]玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)最早由STOB等从发霉的玉米中分离出来,它是由镰刀菌属合成的非甾体类雌激素真菌毒素,广泛存在于发霉玉米及其副产品、小麦和其他谷物中。通常,贮藏不当是ZEN含量高的主要原因,口服摄入含有ZEN的食物会对人和动物产生各种不利影响。ZEN及其相关衍生物竞争性地与雌激素受体结合,可对生殖机能、免疫体系、肝脏组织等造成损伤,影响机体内的细胞凋亡和增殖、油脂过氧化程度、DNA断裂等多个反应过程,引起若干生殖及健康问题。
[0003]目前去除ZEN及其衍生物的主要方法可分为物理法、化学法和生物法。采用强加热、辐射和吸附等手段来减少ZEN的物理方法往往会破坏营养成分,不但无法完全去除ZEN,而且会造成二次污染。化学方法包括臭氧处理、过氧化氢处理、碱处理等。然而,由于繁琐的后续过程及化学试剂对食品安全的影响会导致新的危害,其应用也因此受到限制。生物方法即利用微生物菌株或酶制剂去除样品中的毒素,不破坏谷物和饲料中的营养成分,且安全性更高,故生物法在食品和饲料工业中拥有日益广泛的应用前景。
[0004]玉米赤霉烯酮内酯水解酶及其同源物是目前研究最深入的ZEN脱毒酶。玉米赤霉烯酮内酯水解酶可以绿色、安全、高效地降解ZEN,其水解机制与胰凝乳蛋白催化作用机制类似,通过两步亲和攻击使内酯结构裂解,破坏ZEN及其衍生物的毒性结构,应用潜力巨大。但内酯水解酶及其同源物热稳定性较差,这限制了它的工业应用,通过定点突变改造以提高其热稳定性成为研究热点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0006]本专利技术还有一个目的是提供一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6，与现有的玉米赤霉烯酮脱毒酶相比具有更高的热稳定性，扩大其解毒温度的范围。
[0007]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6，其包括突变体H134W或突变体Q45C/A253C，编码所述突变体H134W的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码所述突变体Q45C/A253C的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0008]提供一种编码所述的具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6的基因，编码所述突变体H134W的基因如SEQ ID NO.3所示。
[0009]提供一种编码所述的具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6的基因，编码所述突变体Q45C/A253C的基因如SEQ ID NO.4所示。
[0010]提供一种所述的基因在编码高热稳定性玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6中的应用。
[0011]提供一种重组载体，含有所述的具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6的基因。
[0012]提供一种宿主细胞，含所述的重组载体的宿主细胞。
[0013]提供一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6在提高降解谷物或饲料中玉米赤霉烯酮的效率中的应用。
[0014]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0015]具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6在45℃热处理20min后，其相对酶活较野生型的要高，保留了对ZEN一定的活性，分子动力学分析和结构模拟揭示了热稳定性提高及酶活变化的可能原因：突变的引入可能削弱了构象的波动性，提升了结构刚性，有利于酶的热稳定性的提高；而突变前后构象的变化，亦会对底物的降解效率产生影响。这一改造结果将使ZEN脱毒酶ZLHY
‑
6在食品、饲料工业上的应用潜力得到提升。
[0016]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0017]图1为野生型玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
‑
6及其突变体在大肠杆菌中的纯化图；
[0018]图2为野生型玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6及突变体的催化活性(n＝3)；
[0019]图3为野生型玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6及突变体的热力学稳定性表征图；
[0020]图4为野生型玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6及突变体的均方根波动分析图；
[0021]图5为野生型玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6及突变体热处理后相对酶活；
[0022]其中，图1M:蛋白marker；1:纯化后的野生型ZLHY
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6；2～16:纯化后的突变体L132R、D133C、H134W、S136R、S136I、T138R、A139Q、E142I、E142C、D143P、L80C/T107C、G12C/P68C、D57C/S64C、Q45C/A253C、V108C/A122C；
[0023]图3蛋白样品在15℃、0.02mol/L Tris
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HCl缓冲液(pH7)中的CD光谱；B：在222nm处监测的热熔解曲线；
[0024]图4黑色:ZLHY
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6；深灰色：H134W；浅灰色：Q45C/A253C；
具体实施方式
[0025]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]本申请的实施例提供了一种具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6，其包括突变体H134W或突变体Q45C/A253C，编码所述突变体H134W的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码所述突变体Q45C/A253C的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，野生型的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6的氨基酸序列为：
[0027]MRTRSTISTPNGITWYYEQEGTGPDVVLVPDGLGECQMFDRSVSQIAAQGFRVTTFDMPGMSRSVKAPPETYTEVTAQKLASYVISVLDALDIKHATVWGCSSGASTVVALLLGYPDRIRNAMCHELPTKLLDHLSNTAVLEDEEISKILANVMLNDVSGGSEAWQAMGDEVHARLHKNYPVWARGYPRTIPPSAPVKDLEALRGKPLDWTVGAATPTESFFDNIVTATKAGVNIGLLPGMHFPYVSHPDVFAKYVVEFTQKYL；
[0028]编码野生型的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6，其特征在于，其包括突变体H134W或突变体Q45C/A253C，编码所述突变体H134W的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码所述突变体Q45C/A253C的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。2.编码如权利要求1所述的具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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6的基因，其特征在于，编码所述突变体H134W的基因如SEQ ID NO.3所示。3.编码如权利要求1所述的具有较高热稳定性的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢福国，杜昊澜，金诺，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：