一个编码糖基水解酶家族5的内切葡聚糖酶基因Cel5A及其应用,含有SEQ?ID?NO：1的核苷酸序列，上述基因编码的内切葡聚糖酶Cel5A，含有SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列，以及该酶在分解纤维素中的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一个编码糖基水解酶家族5的内切葡聚糖酶基因，该基因编码的蛋白质可用于降解纤维素。
技术介绍
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能。每年，太阳辐射到地球表面的能量为2. 6 X IO21千焦耳，这个能量大部分通过光合作用以碳源的形式储藏起来。这个以碳源形式储藏的能量大大超过了目前人类每年所消耗的2. IXlO17千焦耳的能(DemainA. L，Newcomb M.，Wu J. H.，2005，Cellulase, clostridia，and ethanol. Microbiol. Mol.Biol. Rev.，69 (I) :124-154.)纤维素是世界上储量最大的生物质，占地球总生物量的40%。这么大的生物质来源，可以提供取之不尽的能源供应(Lin Y. , and S. Tanaka, 2006, Ethanol fermentationfrom biomass resources:current state and prospects. Appl.Microbiol.Biotechnol.，69 (3) :627-642.)。而且纤维素是一种廉价的可再生自然资源,每年通过光合作用产生的纤维素高达I. 55X IO9吨，其中有近80%没有被人类所利用。因此纤维素的利用与转化对于解决世界能源危机、粮食和饲料短缺、环境污染等问题具有重要意义。纤维素是由吡喃型-D-葡萄糖通过β -I, 4糖苷键连接而成的多聚物，一般由7，000 - 15，000个葡萄糖组成。利用纤维素酶降解纤维素转化生产的燃料酒精代替石油作为能源可解决世界面临的能源危机，是可持续发展的战略(Mielenz J. 2001, Ethanol productionfrom biomass: technology and commercialization status. Current Opinion inBiotechnology, 4:324-329.)。这是备受世界关注的问题。 纤维素的生物降解涉及到一组复合的纤维素酶系，酶系由三种作用方式不同但相互协同作用的酶组成①内切葡聚糖酶(endo-Ι, 4_β -D-glucanase, EC3. 2. I. 4)，这类酶作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解β_1，4-糖苷键，产生大量的短纤维素链。这些纤维素链产生了新的末端；②外切葡聚糖酶(exo-1, 4-β-D-glucanase, EC3. 2. I. 91),这类酶作用于纤维素链的末端，水解β_1，4糖苷键，每次从链上切下一个纤维二糖分子；③β -葡萄糖苷酶(β -glucosidase, EC3. 2. 1.21),这类酶将纤维二糖水解成葡萄糖分子，以消除二糖的底物抑制作用。在三类纤维素酶的协同作用下才能降解纤维素(Zverlov V.V. , G. A. Velikodvorskaya, and ff. H. Schwarz, 2002, A newly described cellulosomalcellobiohydrolase,CelO, from Clostridium thermocellum:investigation of theexo-mode of hydrolysis, and binding capacity to crystalline cellulose.Microbiology, 148(1) :247-255.)。其中内切葡聚糖酶优先作用于无定形纤维素，切割β_1，4主键，进而由外切葡聚糖酶和葡萄糖苷酶完成彻底降解(Glazer Α. N. ,NikaidoH. , Microbial Biotechnology. New York:ff. H. Freeman and Company,1995.)。国内外对纤维素酶有近40多年的研究，生产纤维素酶的生物也非常广泛，绝大部分纤维素酶主要是由微生物发酵而产生，如细菌、真菌(木霉、青霉和曲霉)、放线菌等(Immanuel, R. Dhanusha, P. Prema, et al, 2006, Effect ofdifferent growth parameters on endoglucanase enzyme activity by bacteriaisolated from coir retting effluents of estuarine environment. InternationalJournal of Environmental Science and Technology,3:25 - 34.),目前石开究最清楚的是里氏木霉(Shin CS, Lee JP, Lee JS, et al，2000，Enzyme production ofTrichoderma reesei Rut C—30 on various lignocellulosic substrates. AppliedBiochemistry and Biotechnology,84/86:237245.)。除此之外，部分动物体内也可以产生纤维素酶，如牛的胃、木蠹蛾的唾液和蜗牛的胃液等都含有丰富的纤维素酶(DuanCJj Feng JX.，2010，Mining metagenomes for novel cellulase genes. BiotechnolLett. 32(12) :1765-75. ) 目前，纤维素酶已经被广泛地应用于多个领域，主要有食品、酿酒、环保、饲料加工、纺织、农业、日化等方面。在水果和蔬菜加工中由于植物细胞壁的主要成分是果胶、纤维素和半纤维素等，因此，在水果与蔬菜加工的过程中适当使用纤维素酶，可将纤维素水解成葡萄糖等有效成分。另一方面，还可使植物细胞壁发生不同程度变化，如软化、膨胀、崩溃等，提高果蔬的可消化性，并使其口感更好；在白酒及其酒精生产中以纤维素为原料发酵生产酒精，使用的是二段法，即先用纤维素酶将纤维素糖化，再经酵母发酵成酒精；在茶叶加工中用酶法低温抽提，即先用纤维素酶将茶叶的细胞壁裂解抽提其中的有效成分，最后将含有有效成分的抽提液浓缩干燥便可制成可溶性茶。与传统的热浸提法相比，此方法可提 高有效成分的得率，同时还可保持茶叶原有的色香味；在活性物质的提取中，如淀粉、蛋白质、活性多糖等物质的提取过程中，加入纤维素酶能大幅提高产品的收率(杜翠娇，任河，杜建敏等，2011，纤维素酶及其应用，食品工程，2 6-7.)以内切葡聚糖酶为关键词查找国家知识产权局专利检索数据库，共出现69项专利技术专利。其中有23项专利技术专利是描述编码内切葡聚糖酶的基因及其应用，而其他46项是与内切葡聚糖酶在各种领域上的应用有关。在这23项与编码内切葡聚糖酶的基因及其应用相关的专利技术专利中的内切葡聚糖酶基因分别来自于各种细菌、霉菌、未培养微生物或人工合成的，在这23项专利中还没有一个内切葡聚糖酶基因是来自于链霉菌的。
技术实现思路
本专利技术从广西南宁筛选到的链霉菌GX6的基因组中克隆到一个编码糖基水解酶家族5的内切葡聚糖酶基因，在大肠杆菌宿主细胞中表达该基因生产内切葡聚糖酶，并能以纤维素为原料降解生成葡萄寡糖。本专利技术涉及一个编码糖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一个编码糖基水解酶家族5的内切葡聚糖酶基因Cel5A，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ？ID？NO：1所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庞浩，黄日波，韦宇拓，杜丽琴，韦航，裴建新，
申请(专利权)人：广西科学院，
类型：发明
国别省市：
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