一种β-葡萄糖苷酶及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种β

【技术实现步骤摘要】
一种
β
‑
葡萄糖苷酶及应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，更具体的说是涉及一种β
‑
葡萄糖苷酶及应用。

技术介绍

[0002]β
‑
葡萄糖苷酶β
‑
葡萄糖苷属于纤维素酶类，又可以称为龙胆二糖酶、纤维二糖酶和苦杏仁苷酶，可以水解β
‑
D
‑
糖苷键，在还原的过程中同时释放出相应的配基。β
‑
葡萄糖苷酶有着十分重要的作用，主要体现在微生物的生物质转化；动物中的糖脂和外源葡萄糖苷的分解以及木质化、细胞壁寡糖的分解代谢等，其在食品加工、农业生产、医疗诊断也具有广泛应用。β
‑
葡萄糖苷酶在纤维素的降解过程中主要参与水解纤维二糖和可溶性纤维寡糖，其作用是将纤维素转化成为可利用的葡萄糖，是关键限速酶。且纤维素和半纤维素可在β
‑
葡萄糖苷酶的作用下水解成单糖，继续被发酵成乙醇，是生物乙醇潜在的原料，生物乙醇的特点是可再生性、低毒性等，可以发展成为一种液体燃料，为寻找再生资源提供途径。
[0003]β
‑
葡萄糖苷酶根据结构不同进行分类,主要分布在糖苷水解酶GH1、GH3、GH5、GH9、GH30和GH116等6个家族,其中大多数β
‑
葡萄糖苷酶主要分布在GH1和GH3两个家族。细菌来源的β
‑
葡萄糖苷酶主要分布在GH1和GH3家族,大部分真菌来源的β
‑
葡萄糖苷酶分布在GH3家族。目前，在工业上使用的β
‑
葡萄糖苷酶主要来源于木霉、青霉等真菌，这类β
‑
葡萄糖苷酶大多有酶活力较低、对温度和pH的稳定性较低等问题。纤维素的分解通常会在50℃或以上的条件下进行，此时β
‑
葡萄糖苷酶的耐热性就显得尤为重要，保证温度不会影响其活性从而降低纤维素的水解。嗜热β
‑
葡萄糖苷酶不仅可以提高对底物催化效率，而且降低了污染风险和能源消耗，在工业应用中，寻找不受终产物葡萄糖抑制的β
‑
葡萄糖苷酶也成为关注的焦点。目前，未培养微生物约占环境中微生物总数的99％，宏基因组学可以应对大多数微生物无法培养的事实，使用常规方法无法实现其酶的可及性，因此利用宏基因组的方法结合基因工程等现代生物技术去挖掘新型的β
‑
葡萄糖苷酶存在潜在的价值。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的是提出一种β
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葡萄糖苷酶基因、重组载体、宿主细胞、β
‑
葡萄糖苷酶及其应用，旨在解决现有的β
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葡萄糖苷酶热稳定性和葡萄糖耐受性差的问题，提供一种热稳定性强，pH耐受范围广泛以及葡萄糖耐受性强的β
‑
葡萄糖苷酶以及应用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种β
‑
葡萄糖苷酶，所述β
‑
葡萄糖苷酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0007]一种编码β
‑
葡萄糖苷酶的DNA分子，所述DNA分子为(a)或(b)：
[0008](a)其核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示；
[0009](b)SEQ ID NO：2所示核苷酸序列经过替换、删除或插入一个或几个核苷酸形成的编码所述β
‑
葡萄糖苷酶的DNA分子。
[0010]一种重组载体，所述重组载体包括编码β
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葡萄糖苷酶的DNA分子和与所述DNA分子
可操作地连接的用于表达的调节序列。
[0011]宿主细胞，所述宿主细胞包括编码β
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葡萄糖苷酶的DNA分子或所述重组载体。
[0012]β
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葡萄糖苷酶在降解纤维素中的应用。
[0013]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术技术方案中，提供了β
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葡萄糖苷酶基因y50bg4、携带该基因的重组质粒以及重组菌株，该β
‑
葡萄糖苷酶基因y50bg4可以编码出一种β
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葡萄糖苷酶基因，该β
‑
葡萄糖苷酶的最适pH为6.0，该酶在pH4.0
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10.0缓冲液中24小时后的活性表现出非常显著的激活作用，具有非常强的pH耐受性；该酶最适温度为60℃，该酶在50
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60℃之间均可以保持活性2小时以上不降低，本专利技术提供的β
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葡萄糖苷酶具有pH耐受性及热稳定性强的优越性质，可应用于燃料能源、食品加工、造纸、纺织以及医疗保健等行业中。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0016]图1为重组β
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葡萄糖苷酶与相关蛋白的系统发育关系；
[0017]图2为重组β
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葡萄糖苷酶的SDS
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PAGE电泳图；
[0018]图3为重组β
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葡萄糖苷酶在不同温度下的相对活性；
[0019]图4为重组β
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葡萄糖苷酶在不同pH值下的相对活性；
[0020]图5为重组β
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葡萄糖苷酶热稳定性测定；
[0021]图6为重组β
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葡萄糖苷酶和商业纤维素酶在60℃下的热稳定性；
[0022]图7为重组β
‑
葡萄糖苷酶pH耐受性测定；
[0023]图8为重组β
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葡萄糖苷酶对葡萄糖的耐受性；
[0024]图9为重组β
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葡萄糖苷酶和商业纤维素酶在玉米秸秆水解中的协同作用；
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实验材料和试剂
[0027]基因：本实施例在对云南省保山市腾冲县热海(经度98.4440，维度24.94777)采集的底泥进行基因组DNA的提取使用土壤DNA提取试剂盒(品牌MOBIO，美国，货号：12888
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50)，后送测序公司进行宏基因组测序和注释，通过数据分析筛选出β
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葡萄糖苷酶的功能基因(如SEQ ID NO：2所示)，命名为y50bg4。再对功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β
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葡萄糖苷酶，其特征在于，所述β
‑
葡萄糖苷酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.一种编码权利要求1所述β
‑
葡萄糖苷酶的DNA分子，其特征在于，所述DNA分子为(a)或(b)：(a)其核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示；(b)SEQ ID NO：2所示核苷酸序列经过替换、删除或插入一个或几个...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹以瑞，黄裕颖，郑宏钊，胡伟，鲜文东，朱丹，吕志华，朱倩，万玲，王妃，
申请(专利权)人：大理大学，
类型：发明
国别省市：