昆布多糖降解酶OUC-ScLam39突变体及其编码基因与应用

本发明涉及昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体及其编码基因与应用，属于功能酶。

背景技术：

1、褐藻作为地球上最具生产力和环境可持续性的植物之一，含有多种功能活性物质，如ω-3脂肪酸、甘露醇以及海洋多糖等。昆布多糖（laminarin）、褐藻胶和岩藻聚糖硫酸酯是褐藻中最丰富的多糖，占干脱脂藻类生物量的40%～80%。昆布多糖是一种来源于昆布、海带、裙带菜等褐藻的存在于细胞液泡中的水溶性多糖，有抗凝血、抗氧化、调节肠道菌群等多种生理活性功能，在食品、药品、化妆品等领域有应用。

2、昆布多糖由大约20～25个葡萄糖残基通过β-1,3-糖苷键连接，较高的分子量使其溶解度较低，一定程度上限制了其在食品领域的应用。具有低分子量和较高生物利用度的昆布寡糖（laminarin oligosaccharides，loss）是当前的研究热点，研究者发现寡糖聚合度与功能活性密切相关，比如昆布二糖可以被单子叶植物识别，昆布四糖可以刺激水稻悬浮细胞中的几丁质酶活性，昆布五糖可以增强烟草细胞的免疫反应。因此实现具有特定聚合度的loss的高效制备非常重要。

3、昆布多糖酶能有效催化昆布多糖β-1,3糖苷键的水解，根据cazy数据库的分类，昆布多糖酶来自12个不同的糖苷水解酶家族，其中gh64家族酶的水解产物以昆布五糖为主，因此该家族又被称为产五糖型昆布多糖酶，其对生产特定聚合度寡糖具有重要意义。但已报道的gh64家族酶的酶活和稳定性都较低，比如中国发明专利申请cn 115927508 a所公开的昆布多糖降解酶ouc-sclam39，其比酶活仅为3.64 u/mg，且温度稳定性和ph稳定性均不理想。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明公开了昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体及其编码基因与应用，属于功能酶技术领域。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体，氨基酸序列如seq id no.3所示。

4、所述昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的编码基因，核苷酸序列如seq id no.4所示。

5、所述昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体在降解昆布多糖中的应用，或在制备昆布寡糖中的应用。

6、进一步地，所述昆布寡糖为昆布五糖。

7、进一步地，具体应用时，将20μl含有昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的酶液加入到100μl昆布多糖溶液中，在35℃下反应15 min；其中，含有昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的酶液的浓度为0.5 mg/ml，昆布多糖溶液的浓度为4 mg/ml，昆布多糖溶液的溶剂为ph 5.0的柠檬酸缓冲液。

8、本发明在昆布多糖降解酶ouc-sclam39的基础上，通过突变改造得到了昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体，与突变前相比，酶活更高，可达6.99 u/mg，且温度稳定性、ph稳定性更佳，在30～40℃下放置48 h，酶活仍可保留80%以上；在ph 5.0～6.0的缓冲液中保留96 h，酶活也能保留80%以上。利用本发明的昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体降解昆布多糖，可以得到具有特定聚合度的昆布寡糖——昆布五糖，本发明对于昆布寡糖的工业化制备具有重要意义，对于后续的工业化应用以及研究特定聚合度寡糖的活性也具有重要意义。本发明构建了重组表达载体，实现了在大肠杆菌中的异源表达，为该酶的工业化生产和应用提供了良好的基础。

9、本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。

技术特征：

1.一种昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体，其特征在于：氨基酸序列如seq id no.3所示。

2.权利要求1所述的昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的编码基因，其特征在于：核苷酸序列如seq id no.4所示。

3.权利要求1所述的昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体在降解昆布多糖中的应用，或在制备昆布寡糖中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述昆布寡糖为昆布五糖。

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于：具体应用时，将20μl含有昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的酶液加入到100μl昆布多糖溶液中，在35℃下反应15 min；其中，含有昆布多糖降解酶ouc-sclam39突变体的酶液的浓度为0.5 mg/ml，昆布多糖溶液的浓度为4 mg/ml，昆布多糖溶液的溶剂为ph 5.0的柠檬酸缓冲液。

技术总结
本发明公开了昆布多糖降解酶OUC‑ScLam39突变体及其编码基因与应用，属于功能酶技术领域。所述昆布多糖降解酶OUC‑ScLam39突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。所述昆布多糖降解酶OUC‑ScLam39突变体在降解昆布多糖中的应用，或在制备昆布寡糖中的应用。本发明在昆布多糖降解酶OUC‑ScLam39的基础上通过突变改造得到了昆布多糖降解酶OUC‑ScLam39突变体，与突变前相比，酶活更高，可达6.99 U/mg，且温度稳定性、pH稳定性更佳。本发明对于昆布寡糖的工业化制备具有重要意义。

技术研发人员：姜宏,李佳宇,毛相朝,王嘉琪
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31