一种来自娄彻氏链霉菌S.6-1的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用

本发明涉及生物，尤其涉及一种来自娄彻氏链霉菌s.6-1的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用。

背景技术：

1、木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一，木聚糖通常作为森林、农业、农用工业以及木材工业的副产品而大量存在。木聚糖具有β-1,4-连接的d-木糖单元的线性骨架，其中部分木糖残基在2'和3'位置被含有乙酰基、阿拉伯糖基和葡萄糖基的分支取代。

2、化学、高温和生物处理可以通过破坏木聚糖的β-1,4-糖苷键来水解木聚糖。在高温酸水解过程中，β-1,4糖苷键发生断裂，导致多糖分解为寡糖或单糖。酶是生物催化剂，与化学催化剂和物理-化学处理相比，生物催化剂具有显著的特异性、在温和条件下发挥作用、低能源消耗和积极的环境影响等优点。木聚糖的完全降解需要多种水解酶的协同作用，包括β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖醛酸酶、α-阿拉伯呋喃糖苷酶和乙酰木聚糖酯酶。在这些酶中，β-1,4-内切木聚糖酶(e.c.3.2.1.8)被认为是最重要的，因为其以随机方式水解木聚糖链内部的β-1,4-糖苷键，可造成木聚糖的快速解聚合。

3、具有突出特性的木聚糖酶的不断发现使其在各种高值应用中得到利用，包括在纸浆漂白、果汁澄清(降低黏度和浊度)、烘焙工业(提高面包面团的品质)、替代甜味剂(生产木糖醇)、饲料添加剂(促进动物饲料中的消化)以及生产乙醇等。随着人们对生活质量和福祉的日益重视，对含有功能性物质的食品的兴趣激增。低聚木糖是聚合度为2-7的木糖基低聚物，被认为具有多种益生特性如特异性促进肠道有益微生物(如双歧杆菌)的生长和调节人体代谢功能等，还可以作为替代甜味剂。目前，业界正专注于提高低聚木糖的生产效率，以满足不断增长的市场需求。因此，稳定的内切木聚糖酶在以可再生和易得的木质纤维素残渣为原料生产低聚木糖方面显示出巨大的发展潜力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种来自娄彻氏链霉菌s.6-1的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用。本发明以娄彻氏链霉菌s.6-1为基础，构建重组大肠杆菌pet30a(+)-rsrocxyn10/e.coli rosetta(de3)，生产得到的重组内切木聚糖酶具有较宽的ph稳定范围，可应用于低聚木糖生产等多种工业领域。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种娄彻氏链霉菌(streptomyces rochei)s.6-1，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号，保藏日期为：2023年8月11日，保藏编号为：cctcc m 20231433。

4、本发明还提供了一种来自上述娄彻氏链霉菌s.6-1的内切木聚糖酶，编码所述内切木聚糖酶的核苷酸序列如seq id no.3所示。

5、本发明还提供了一种重组内切木聚糖酶质粒pet30a(+)-rsrocxyn10，所述重组质粒pet30a(+)-rsrocxyn10包含上述内切木聚糖酶的核苷酸序列。

6、本发明还提供了一种包含上述重组内切木聚糖酶质粒的重组大肠杆菌pet30a(+)-rsrocxyn10/e.coli rosetta(de3)，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号，保藏日期为：2023年8月11日，保藏编号为：cctcc m20231432。

7、本发明还提供了一种上述重组大肠杆菌pet30a(+)-rsrocxyn10/e.coli rosetta(de3)生产的重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec，编码所述重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec的核苷酸序列如seq id no.4所示。

8、本发明还提供了一种上述重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用。

9、本发明提供了一种来自娄彻氏链霉菌s.6-1的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用。本发明从霉变纸箱样品中获得了一株具有内切木聚糖酶基因的娄彻氏链霉菌(streptomyces rochei)s.6-1，将其中的内切木聚糖酶基因克隆至大肠杆菌dh5α，构建内切木聚糖酶基因重组表达质粒pet30a(+)-rsrocxyn10，在大肠杆菌rosetta(de3)中进行表达，得到重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec。

10、本发明将克隆得到的基因srocxyn10编码的氨基酸序列于ncbi蛋白质数据库中进行一致性比较，与已经被功能性证实为内切木聚糖酶(即其编码基因被人工克隆表达并证实所得到的蛋白质具有内切木聚糖酶的水解功能)的蛋白质中一致性最高者为来自于streptomyces mexicanus hy-14的内切木聚糖酶xylu(genbankno:km027334)，其氨基酸一致性为77.22％；一致性更高的蛋白质均未被功能性证实为内切木聚糖酶。

11、本发明的重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec的酶活力较高，km值较低，对底物的亲和力高。水解山毛榉木木聚糖的主要产物为低聚木糖(木二糖，木三糖和木四糖)，低聚木糖占总产物的73.94％。并且，本发明的重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec具有较宽的ph稳定范围，宽ph稳定性除了有利于工业上生产低聚木糖外，还可以使重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec应用于多种工业领域，如纸浆漂白、在果汁澄清中降低粘度和浊度、在烘焙工业中提高面包面团的质量、生产木糖醇作为替代甜味剂、作为添加剂促进动物饲料中的消化以及燃料乙醇的生产等。

技术特征：

1.一种娄彻氏链霉菌(streptomyces rochei)s.6-1，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号，保藏日期为：2023年8月11日，保藏编号为：cctcc m 20231433。

2.一种来自权利要求1所述娄彻氏链霉菌s.6-1的内切木聚糖酶，其特征在于，编码所述内切木聚糖酶的核苷酸序列如seq id no.3所示。

3.一种重组内切木聚糖酶质粒pet30a(+)-rsrocxyn10，其特征在于，所述重组质粒pet30a(+)-rsrocxyn10包含权利要求2所述内切木聚糖酶的核苷酸序列。

4.一种包含权利要求3所述重组内切木聚糖酶质粒的重组大肠杆菌pet30a(+)-rsrocxyn10/e.coli rosetta(de3)，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号，保藏日期为：2023年8月11日，保藏编号为：cctcc m 20231432。

5.一种权利要求4所述重组大肠杆菌pet30a(+)-rsrocxyn10/e.coli rosetta(de3)生产的重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec，其特征在于，编码所述重组内切木聚糖酶rsrocxyn10-ec的核苷酸序列如seq id no.4所示。

6.一种权利要求5所述的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用。

技术总结
本发明提供了一种来自娄彻氏链霉菌S.6‑1的重组内切木聚糖酶在生产低聚木糖中的应用，属于生物技术领域。本发明中所述的娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)S.6‑1保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号，保藏日期为：2023年8月11日，保藏编号为：CCTCC M 20231433。本发明以娄彻氏链霉菌S.6‑1为基础构建产重组内切木聚糖酶的大肠杆菌pET30a(+)‑rSrocXyn10/E.coli Rosetta(DE3)，生产得到的重组内切木聚糖酶rSrocXyn10‑Ec可应用于低聚木糖生产等多种工业领域。

技术研发人员：王青艳,张静,冼亮,秦艳,李亿,梁戈,刘思伽,郑孟婷
受保护的技术使用者：广西科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16