一种漆酶基因的异源表达及其表达产物

本发明属于基因工程，涉及微生物基因的异源表达，具体涉及一种漆酶基因的异源表达及其表达产物。

背景技术：

1、木质素主要存在于植物当中，与纤维素、半纤维素等共同组成植物细胞壁。作为广泛的生物质来源，纤维素和半纤维素结构简单，便于降解利用。而木质素含有自然界中含量最丰富的可再生芳香基，有望作为石油的替代品。但由于木质素结构复杂，难以解聚，增加了其转化和降解的难度，这也成为阻碍木质素可持续利用的主要问题。

2、目前木质素的降解方法主要有物理、化学、生物处理。物理方法主要是通过粉碎、高温高压等方法处理秸秆，但成本较高。化学方法主要有酸处理、碱处理等方法，但存在较为严重的污染。生物方法主要通过多种微生物或酶的作用，降解秸秆中的木质素、纤维素等成分，生物降解具有无污染、可持续的优点，具有良好的应用前景。

3、自然界中存在大量对木质素有降解能力的真菌、细菌。真菌中的白腐菌分泌的过氧化物酶、漆酶、锰过氧化物酶已经有较多的研究。但真菌在培养过程中面临许多问题，如胞外酶产量低，环境适应性差，因此商业化应用也受到了一些限制。相对于真菌分泌的漆酶，细菌型漆酶往往在底物类型、反应温度、ph范围等方面更有优势，这些优势使得细菌型漆酶比真菌型漆酶有着更多的应用前景。但是相比于真菌，细菌木质素降解的研究较晚，许多降解机制研究不够透彻。因此，为促进对漆酶的了解和应用，从分子或基因维度研究细菌中的漆酶的性质是十分有必要的。

技术实现思路

1、木质素结构的复杂性决定了其降解的难度，基于上述技术问题，本发明提以下技术方案，以实现木质素的有效降解和利用。

2、本发明首先提供一种漆酶基因的异源表达方法，将编码漆酶的基因与载体质粒连接，形成重组载体质粒，将重组载体质粒转染至宿主菌进行异源表达，获得漆酶；编码所述漆酶的基因的核苷酸序列如seq id no:1所示，所述基因源自菌株 erwiniasp.ql-z3；所述漆酶的氨基酸序列如seq id no:2所示。

3、进一步地，在上述方法中，所述漆酶对于底物2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（abts）的最适反应ph为1.0，最适反应温度为50℃。

4、进一步地，在上述方法中，所述漆酶对于底物abts的最大反应速率为0.05mm min-1；km值为0.36mmol/l；kcat值为36.09min-1。

5、另外，本发明还提供一种漆酶，所述漆酶由上述的方法获得。

6、本发明还请求保护上述方法，或上述漆酶在木质素降解中的应用。

7、与现有技术相比，本发明“一种漆酶基因的异源表达及其表达产物”具有以下有益效果：

8、本发明建立了一种木质素降解酶的酶学性质研究方法，这种方法为其他微生物酶类的研究提供了可供参照的技术途径。

9、本发明明确了由 erwiniasp.ql-z3菌株产生的漆酶的酶学性质：漆酶的最适反应ph为1.0；最适反应温度为50℃。所述漆酶对于底物abts的最大反应速率为0.05mm min-1；km值为0.36mm；kcat值为36.09min-1。

10、本发明提供的漆酶相较于真菌产生的漆酶，具有培养简单，生长速度快，环境适应性好等优点。

11、本发明提供的方法有助于了解漆酶和其他木质素降解酶的酶学性质，进而益于实现木质素高效利用。

技术特征：

1.一种漆酶基因的异源表达方法，其特征在于，将编码漆酶的基因与载体质粒连接，形成重组载体质粒，将重组载体质粒转染至宿主菌进行异源表达，获得漆酶；

2.根据权利要求1所述的漆酶基因的异源表达方法，其特征在于，所述漆酶对于底物2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐的最适反应ph值为1.0，最适反应温度为50℃。

3.根据权利要求1所述的漆酶基因的异源表达方法，其特征在于，所述漆酶对于底物2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐的最大反应速率为0.05mm min-1；km值为0.36mmol/l；kcat值为36.09min-1。

4.一种漆酶，其特征在于，采用权利要求1所述的方法获得。

5.权利要求1所述的漆酶基因的异源表达方法，或权利要求4所述的漆酶在木质素降解中的应用。

技术总结
本发明属于基因工程技术领域，涉及一种漆酶基因的异源表达及其表达产物。本发明将编码漆酶的基因与载体质粒连接，形成重组载体质粒，将重组载体质粒转染至宿主菌进行异源表达，获得漆酶。编码所述漆酶的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，漆酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。本发明所述漆酶的最适反应pH值为1.0，最适反应温度为50℃；对底物2，2‑联氮‑二（3‑乙基‑苯并噻唑‑6‑磺酸）二铵盐的最大反应速率为0.05mM min‑1；Km值为0.36mM。

技术研发人员：卫亚红,黄丽丽,邓东涛,赵姝婷,田乾易,邓磊,冯洁,赵颖嘉
受保护的技术使用者：西北农林科技大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16