高稳定性纤维素降解酶及其应用

本发明涉及生物，具体涉及高稳定性纤维素降解酶及其应用。

背景技术：

1、β-葡萄糖苷酶（ec 3.2.1.21）是纤维素酶系的重要组分，能够特异性水解非还原末端β-d-葡萄糖苷键，将纤维二糖等纤维寡糖降解为葡萄糖，是木质纤维素彻底降解为可发酵糖的关键酶。已广泛应用于生物质转化、生物能源、纺织、洗涤、食品及医药等领域。

2、在木质纤维素的工业利用中，碱法预处理是破坏其紧密结晶结构、提高后续酶解效率的常用手段，处理后的体系ph通常维持在8.0~10.0。此外，纺织精炼、洗涤剂配方及纸浆漂白等工业生产过程同样涉及碱性操作条件。这些应用场景均要求β-葡萄糖苷酶在高ph环境下保持催化活性和稳定性。

3、目前，商品化的β-葡萄糖苷酶主要来源于里氏木霉或黑曲霉，其最适反应条件偏中性或酸性，在碱性环境中稳定性较差，易失活，难以满足高ph工业应用的需求，限制了工业化应用范围。因此，仍需挖掘具有优异碱及宽ph范围耐受性、温度、多数金属离子及常见化学试剂耐受性的新型β-葡萄糖苷酶，拓展该酶在生物质转化等领域的应用。

4、综上，亟需一种对宽ph范围、温度、多数金属离子及常见化学试剂均具有优异耐受性的纤维素降解酶。

技术实现思路

1、本发明为解决如何提供一种宽ph范围、温度、多数金属离子及常见化学试剂均具有优异耐受性的纤维素降解酶的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供纤维素降解酶，其中，所述纤维素降解酶的氨基酸序列如seq id no.1所示；或

3、如seq id no.1所示氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或多个氨基酸获得的氨基酸序列，且具有与如seq id no.1所示氨基酸序列相同的酶活性。

4、本发明第二方面提供上述纤维素降解酶的编码基因，其中，所述编码基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

5、本发明第三方面提供一种重组载体，其中，包含上述的编码基因。

6、本发明第四方面提供一种重组菌株，其中，包含上述的重组载体。

7、本发明第五方面提供上述纤维素降解酶；或上述编码基因；或上述重组载体；或上述重组菌株在分解纤维寡糖及苷类中的应用。

8、本发明第六方面提供上述纤维素降解酶；或上述编码基因；或上述重组载体；或上述重组菌株在催化β-葡萄糖苷键及β-木糖苷键中的应用。

9、本发明第七方面提供上述纤维素降解酶；或上述编码基因；或上述重组载体；或上述重组菌株在生物质转化、生物能源、食品、饲料、纺织及医药领域中的应用。

10、相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

11、（1）本发明提供的纤维素降解酶在ph 3.0~11.0的宽范围内均具有催化活性，以最高酶活（ph9.0，45℃）为100%计，在ph 4.0~9.0区间内可保持90%以上的相对酶活，ph 9.0~11.0范围内仍保留70%以上的相对酶活。经不同ph缓冲液孵育1 h后，本发明提供的纤维素降解酶在ph 3.5~11.0范围内残余酶活均保持在70%以上，其中ph 5.0~11.0区间内残余酶活保持在90%以上。

12、（2）本发明提供的纤维素降解酶对na+、k+、mg2+、ca2+、co2+、mn2+、ni2+金属离子与甲醇、乙醇、edta化学试剂具有耐受性。

13、（3）本发明提供的纤维素降解酶对于ph、温度、金属离子以及化学试剂具有良好的耐受性，在造纸、纺织、洗涤剂、生物质转化等领域具有广泛的应用前景。

1.纤维素降解酶，其特征在于，所述纤维素降解酶的氨基酸序列如seq id no.1所示；或

2.根据权利要求1所述纤维素降解酶，其特征在于，如seq id no.1所示氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或多个氨基酸获得的氨基酸序列，包括：

3.根据权利要求1所述的纤维素降解酶，其特征在于，所述纤维素降解酶发挥酶解功能的ph值范围为3.0~11.0。

4.根据权利要求1所述的纤维素降解酶，其特征在于，所述纤维素降解酶发挥酶解功能的温度范围为20~100℃。

5.权利要求1-4任一项所述纤维素降解酶的编码基因，其特征在于，所述编码基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

6.一种重组载体，其特征在于，包含权利要求5所述的编码基因。

7.一种重组菌株，其特征在于，包含权利要求6所述的重组载体。

8.权利要求1-4任一项所述纤维素降解酶；或权利要求5所述编码基因；或权利要求6所述重组载体；或权利要求7所述重组菌株在分解纤维寡糖及苷类中的应用。

9.权利要求1-4任一项所述纤维素降解酶；或权利要求5所述编码基因；或权利要求6所述重组载体；或权利要求7所述重组菌株在催化β-葡萄糖苷键及β-木糖苷键中的应用。

10.权利要求1-4任一项所述纤维素降解酶；或权利要求5所述编码基因；或权利要求6所述重组载体；或权利要求7所述重组菌株在生物质转化、生物能源、食品、饲料、纺织及医药领域中的应用。