一种β-琼胶酶突变体及其应用

    专利查询2026-02-21  16


    本发明属于生物工程,具体涉及一种β-琼胶酶突变体及其应用。


    背景技术:

    1、琼胶作为增稠剂与胶凝剂应用在食品工业中,其附加值较低。而由琼胶降解的琼胶寡糖具有多种有益的生物活性,包括抗炎、抗氧化、益生、抑菌和美白皮肤等,使得琼胶寡糖在食品、医药、农业等领域均具有应用潜力,增加了琼胶的高值化利用,极大地提高了琼胶的经济效益。迄今为止,常用的琼胶寡糖制备方式有两种,化学法和酶法。化学法常用的酸解法在产生琼胶寡糖的过程不易控制,会生产一些非目标产物,需要进一步分离纯化。酶法由于能特异性水解琼胶,并且不会形成有害化合物,被认为是可持续的商业化生产琼胶低聚糖的优选方法。

    2、由于琼胶具有热可逆凝胶性的特点,其溶液粘度会随温度的降低而升高,所以在琼胶的工业酶解生产中,为了使底物和酶充分接触,避免反应液粘度过高或凝成胶状,反应液温度一般严格控制;且在工业生产的极端环境中,需要酶具有优良的热稳定性、催化活性等特性。大部分天然来源的琼胶酶热稳定性较差,无法满足工业生产的需要,限制琼胶资源的开发利用。

    3、β-琼胶酶ym01-3是嗜琼胶卵链菌ym01t的15种琼胶降解酶中对琼胶降解活性最强的,其最适温度为60℃,主要酶解产物为新琼四糖和新琼六糖。然而,该酶的热稳定性还有待提高,在60℃下孵育1h酶活力急剧下降,只剩不足30%的残余活力,大大限制了其应用和推广。因此,对β-琼胶酶进行合理的改良,优化酶的热稳定性,使得β-琼胶酶在高温条件下水解琼胶的工业生产中具有良好的应用前景。


    技术实现思路

    1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此,本发明提出了一种β-琼胶酶突变体及其应用,该突变体的最适反应温度、热稳定性以及催化活性得到了提高。

    2、为此,在本发明的第一个方面中,提供一种β-琼胶酶突变体,所述β-琼胶酶突变体是将氨基酸序列如seq id no:1所示的琼胶酶的氨基酸截短,所述β-琼胶酶突变体的氨基酸序列如seq id no:2所示。

    3、根据本发明的一种β-琼胶酶突变体,所述β-琼胶酶突变体是将氨基酸序列如seqid no:1所示的来源自嗜琼胶卵链菌ym01t的、全长为420个氨基酸的野生型β-琼胶酶ym01-3通过引物设计截短为包含313个氨基酸的突变体y3r1;使得突变体的热稳定性和催化活性协同提高;与野生型β-琼胶酶ym01-3(wt)相比,突变体y3r1的最适反应温度为65℃,相较于wt提高了5℃;突变体y3r1在60℃和70℃处理1h其残余活力提高了41.9%和20.9%;wt的vmax值为5000u/mg,y3r1的vmax为10000u/mg,突变体y3r1的最大反应速率得到了提升。

    4、在本发明的第二方面中,提供了一种编码上述β-琼胶酶突变体的基因,所述基因的核苷酸序列如seq id no:3所示。

    5、在本发明的第三个方面中,提供了一种构建体,其包含编码上述β-琼胶酶突变体的基因。

    6、在本发明的第四个方面中,提供了一种表达上述β-琼胶酶突变体,或含有上述基因,或含有上述的构建体的重组细胞。

    7、在本发明的第五个方面中,提供了上述β-琼胶酶突变体,或上述的编码基因,或上述的构建体,或上述的重组细胞在降解琼胶或制备琼胶寡糖上的应用。

    8、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种β-琼胶酶突变体,其特征在于,所述β-琼胶酶突变体是将氨基酸序列如seq idno:1所示的琼胶酶的氨基酸截短,所述β-琼胶酶突变体的氨基酸序列如seq id no:2所示。

    2.一种编码权利要求1所述的β-琼胶酶突变体的基因,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如seq id no:3所示。

    3.一种构建体,其特征在于,包含如权利要求2所述的基因。

    4.表达权利要求1所述β-琼胶酶突变体,或含有权利要求2所述基因,或含有权利要求3所述的构建体的重组细胞。

    5.如权利要求4所述的重组细胞,其特征在于,所述重组细胞以大肠杆菌bl21(de3)为宿主细胞。

    6.权利要求1所述的β-琼胶酶突变体,或权利要求2所述的编码基因,或权利要求3所述的构建体,或权利要求4或5所述的重组细胞在降解琼胶或制备琼胶寡糖上的应用。


    技术总结
    本发明提供了一种β‑琼胶酶突变体及其应用,该β‑琼胶酶突变体是将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的琼胶酶的氨基酸截短,所述β‑琼胶酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。与野生型β‑琼胶酶相比,所述突变体最适反应温度为65℃,相较于野生型提高了5℃;所述突变体在60℃和70℃处理1h其残余活力提高了41.9%和20.9%;野生型的Vmax值为5000U/mg,突变体的Vmax为10000U/mg,突变体的最大反应速率得到了提升。

    技术研发人员:朱艳冰,蓝萌萌,倪辉,姜泽东,洪涛,郑明静,李志朋,李利君,杜希萍,陈艳红,王兴华
    受保护的技术使用者:集美大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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