一种新型乙酰木聚糖酯酶及其制备和应用

本发明涉及分子生物学，具体而言，涉及一种新型乙酰木聚糖酯酶及其制备和应用。

背景技术：

1、麦麸废弃物是从小麦加工过程中分离出来的外层皮，是一种具有较高营养价值的有机废弃物。麦麸废弃物作为一种常见的农业废弃资源，长期以来被忽视其潜在的利用价值，麦麸废弃物的合理运用有助于推动农业可持续发展，并提升农作物产量。目前酶解麦麸废弃物的酶有多种，主要包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和蛋白酶。这些酶在麦麸废弃物酶解过程中起着关键作用，有助于提高资源利用率并减轻环境污染。

2、新型乙酰木聚糖酯酶(英文名：acetoxylanesterase，简称axe)在麦麸废弃物的降解过程中发挥着关键作用，它催化麦麸降解，同时生成一种有机酸，即乙酸。这种酶对于环保处理和高效利用包含麦麸、玉米秸秆等生物质的废弃物具有重要意义，同时在环境保护和医药品领域展现出广阔的应用潜力。利用新型乙酰木聚糖酯酶降解麦麸以共同生产乙酸具有巨大的应用潜力。

3、因此，研究并开发一种新型乙酰木聚糖酯酶具有重大意义，该酶能在单一催化条件下，使麦麸废弃物降解生成乙酸，从而在饲料、医药品和环保领域实现显著的应用效果。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种新型乙酰木聚糖酯酶及其制备和应用，旨在达到在单一催化条件下使麦麸废弃物降解生成乙酸的目的。

2、本发明提出了一种新型乙酰木聚糖酯酶，所述新型乙酰木聚糖酯酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

3、本发明还提出了一种编码所述的新型乙酰木聚糖酯酶的基因，所述基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

4、本发明还提出了一种权利要求1所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，包括以下步骤：

5、将seq id no.2所示的核苷酸序列克隆入载体质粒中，构建新型乙酰木聚糖酯酶的表达载体；

6、将所述表达载体转化入感受态菌体中得到重组菌体；

7、所述重组菌体表达获得所述新型乙酰木聚糖酯酶。

8、优选的，所述将seq id no.2所示的核苷酸序列克隆入载体质粒前，对seq idno.2所示的核苷酸序列进行pcr扩增；

9、其中，所述pcr扩增所用的引物如seq id no.3-4所示。

10、优选的，所述载体质粒为pet21a(+)。

11、优选的，所述感受态菌体为大肠杆菌感受态菌体。

12、优选的，所述大肠杆菌感受态菌体为大肠杆菌bl21感受态菌体。

13、本发明还提出了一种所述的新型乙酰木聚糖酯酶的应用，所述应用包括以下任一项：

14、a)所述的新型乙酰木聚糖酯酶在降解麸生产有机酸中的应用；

15、b)所述的新型乙酰木聚糖酯酶在制备降解麸生产有机酸产品中的应用。

16、优选的，所述麸为麦麸。

17、优选的，所述有机酸为乙酸。

18、本发明还提出了一种所述的基因的应用，所述应用包括以下任一项：

19、a)所述的基因在生产新型乙酰木聚糖酯酶中的应用；

20、b)所述的基因在生产有机酸中的应用；

21、c)所述的基因在制备生产有机酸产品中的应用。

22、优选的，所述有机酸为乙酸。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

24、本发明通过pcr技术扩增，从森林土壤宏基因组测序中获取了一种新型乙酰木聚糖酯酶基因。经ncbi blast碱基序列比对，发现该基因序列无已知相似核酸序列。同时，氨基酸序列比对结果显示，该氨基酸序列与sphingobacterium sp.b29染色体completegenome(89.33％)具有较高相似度。因此，我们推断该基因为一种新型乙酰木聚糖酯酶。

25、通过基因工程技术，我们获得了表达新型乙酰木聚糖酯酶蛋白的e.coli bl21-pet21a-axe重组菌株。诱导表达重组菌株后，成功获得新型乙酰木聚糖酯酶蛋白。实验证明，利用e.coli bl21-pet21a-axe重组菌株诱导表达新型乙酰木聚糖酯酶蛋白的方法简便、易操作。

26、本发明公开的新型乙酰木聚糖酯酶能够具有出色的催化能力，能够有效地将麦麸酶解产生乙酸。本发明这一创新技术为农业废弃物的高值化利用提供了新的途径，有助于减少环境污染，提高资源利用率，推动农业可持续发展。

27、此外，本发明公开的新型乙酰木聚糖酯酶表现为中温酶特性，即在中温条件下具有活性，并在工业生产中展现出较好的温度耐受性，从而降低能耗，具有实际应用价值。

技术特征：

1.一种新型乙酰木聚糖酯酶，其特征在于，所述新型乙酰木聚糖酯酶的氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.一种编码权利要求1所述的新型乙酰木聚糖酯酶的基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

3.一种权利要求1所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，其特征在于，所述将seq idno.2所示的核苷酸序列克隆入载体质粒前，对seq id no.2所示的核苷酸序列进行pcr扩增；

5.根据权利要求3所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，其特征在于，所述载体质粒为pet21 a(+)。

6.根据权利要求3所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，其特征在于，所述感受态菌体为大肠杆菌感受态菌体。

7.根据权利要求6所述的新型乙酰木聚糖酯酶的生产方法，其特征在于，所述大肠杆菌感受态菌体为大肠杆菌bl21感受态菌体。

8.一种权利要求1所述的新型乙酰木聚糖酯酶的应用，其特征在于，所述应用包括以下任一项：

9.根据权利要求8所述的新型乙酰木聚糖酯酶的应用，其特征在于，所述麸为麦麸。

10.一种权利要求2所述的基因的应用，其特征在于，所述应用包括以下任一项：

技术总结
本发明涉及分子生物学技术领域，公开了一种新型乙酰木聚糖酯酶及其制备和应用，其中新型乙酰木聚糖酯酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，表达该新型乙酰木聚糖酯酶的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；本发明所公开的新型乙酰木聚糖酯酶能够催化麦麸产生乙酸；同时，该酶具有中温酶特性，即在适宜的中温条件下保持活性，同时在工业生产过程中展现出良好的温度耐受性，从而降低能耗，具备显著的实际应用价值。

技术研发人员：宫春杰,李梅,王崇鞠
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29