本发明涉及生物工程和饲料添加剂领域,具体涉及一种耐高温植酸酶及其应用。
背景技术:
1、植酸酶是一类在自然界广泛存在的酶,其主要功能是将植酸水解成肌醇衍生物,并释放出无机磷酸。这有助于防止植酸与矿物质元素和蛋白质形成复合物,从而提高蛋白质或矿物质元素在生理环境中的生物利用度。这种酶广泛存在于细菌、真菌、植物、动物等生物体内,由于其在环境保护、动物营养、农业和食品工程等领域的应用,植酸酶引起了生态学和工业经济的广泛研究兴趣。
2、植酸酶作为一种单胃动物和鱼类的新型饲料添加剂,它的应用能降低饲料成本,提高磷的利用率,提高动物的生产性能,减轻动物高磷粪便造成的环境污染,解除饲料中抗营养因子,并提高饲料中营养物质的利用率,增加钙、镁、锰、铜、锌、铁以及氮的生物利用率,促进动物矿质营养的平衡,特别是钙、磷、铜的平衡。然而,在饲料加工过程中,通常会经历短暂的高温制粒工艺(一般在75~93℃,持续10~15分钟),因此植酸酶需要具备良好的耐热性。同时,还要确保植酸酶在动物摄入饲料后,在体温(约37℃)环境下仍能发挥其有效作用,因此植酸酶还需要在高温处理后保留较高的酶活性。
3、综上所述,如何获得一种能同时满足以上两种需求的植酸酶,是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种在经受造粒工艺(约80℃)高温后,在动物体温环境下仍具有较好酶活的耐高温植酸酶。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种耐高温植酸酶,其氨基酸序列如seq id no:2所示。
4、所述耐高温植酸酶为野生型植酸酶的突变体,所述野生型植酸酶的氨基酸序列如seq id no.1所示,该序列来源于基因文库uniport:p07102。本发明对野生型植酸酶进行序列设计和高通量筛选,最终获得了综合表现最优的植酸酶突变体,其氨基酸序列如seq idno:2所示,上述两条氨基酸序列的序列相似度约为92%。
5、第二方面,本发明提供了一种dna分子,用于编码本发明所述耐高温植酸酶。
6、所述dna分子为所述耐高温植酸酶的编码基因,或包含该编码基因的dna序列,可表达出seq id no.1所示的氨基酸序列。
7、由于本发明所提供的耐高温植酸酶实际通过工程菌表达含有上述dna分子的重组载体而得,因此所述dna分子可根据工程菌的偏好进行调整。
8、作为示例性说明,在本发明的一个具体实施方式中,通过大肠杆菌表达所述dna分子,此时所述dna分子的核苷酸序列如seq id no:4所示,或其互补序列如seq id no:4所示。
9、第三方面,本发明提供了一种rna分子,所述rna分子由前述dna分子转录而成,用于翻译表达本发明所述的耐高温植酸酶。
10、第四方面,本发明提供一种含有前述dna分子的重组载体,所述重组载体为原核或真核表达载体。
11、第五方面,本发明提供一种含有前述重组载体的重组细胞,所述重组细胞包括但不限于细菌或真菌。
12、所述重组细胞即底盘细胞,典型而非限制性地,可选自大肠杆菌、毕赤酵母、酿酒酵母、汉逊酵母、假丝酵母、红酵母、芽孢杆菌、埃希氏菌、沙门氏菌、梭菌、链霉菌、葡萄球菌、奈瑟菌、志贺氏菌中的至少一种。
13、本发明所提供的耐高温植酸酶,通过构建重组载体,并将重组载体导入细胞构建重组细胞,经重组细胞表达而获得。
14、第六方面,本发明提供了前述耐高温植酸酶、或前述dna分子在制备含植酸酶饲料添加剂中的应用。
15、经过实验发现,本发明提供的耐高温植酸酶经80℃处理15min后,在37℃条件下测得其剩余酶活可达16%以上,显著高于同等处理条件下几乎完全失活的野生型植酸酶。因此,本发明提供的耐高温植酸酶可适用于饲料加工过程的高温制粒工艺,可用于制备含植酸酶的饲料添加剂或饲料。
16、第七方面,本发明提供了一种饲料添加剂,包括前述耐高温植酸酶。所述饲料添加剂能降解饲料中的植酸(抗营养因子),提高饲料中营养物质的利用率。
17、第八方面,本发明提供一种饲料,包括前述饲料添加剂,但核心在于包括前述耐高温植酸酶。
18、本发明的有益效果至少在于:
19、本发明提供的耐高温植酸酶经80℃处理15min后,在37℃条件下测得其剩余酶活可达16%以上,显著高于同等处理条件下几乎完全失活的野生型植酸酶。因此,本发明提供的耐高温植酸酶可适用于饲料加工过程的高温制粒工艺,可作为饲料添加剂或饲料的成分,在饲料添加剂领域具有良好的应用前景,并可广泛应用于养殖业。
1.一种耐高温植酸酶,其特征在于,所述耐高温植酸酶为野生型植酸酶的突变体,所述耐高温植酸酶的氨基酸序列如seq id no:2所示。
2.一种dna分子,其特征在于,所述dna分子用于编码权利要求1所述的耐高温植酸酶。
3.如权利要求2所述的dna分子,其特征在于,所述dna分子的核苷酸序列如seq id no:4所示。
4.一种rna分子,其特征在于,所述rna分子由权利要求2或3所述的dna分子转录而成,用于翻译表达权利要求1所述的耐高温植酸酶。
5.一种重组载体,其特征在于,所述重组载体含有权利要求2或3所述的dna分子。
6.一种重组细胞,其特征在于,所述重组细胞含有权利要求5所述的重组载体。
7.权利要求1所述的耐高温植酸酶在制备含植酸酶饲料添加剂中的应用。
8.一种饲料添加剂,其特征在于,包括权利要求1所述的耐高温植酸酶。
9.一种饲料,其特征在于,包括权利要求1所述的耐高温植酸酶。
