[01037680]耐热壳聚糖酶高产菌株的构建及酶法制备壳寡糖

项目所属科学技术领域：该项目属于生物新技术新产品开发。利用高产壳聚糖酶降解壳聚糖获得高值化的低聚糖，提高了产品质量，又有利于环境保护。主要内容：该项目根据毕赤酵母密码子偏爱性优化Aspergillus fumigatus的壳聚糖酶基因序列，通过该实验室的专利技术合成该优化基因并克隆至该实验改造的pHBM905A表达载体上，转化毕赤酵母GS115，通过底物平板法筛选获得高效表达壳聚糖酶菌株。该菌株摇瓶发酵，酶活力可达3000U/ml；优化发酵条件，30L发酵罐发酵，蛋白表达量可达4mg/ml，酶活力达30000U/ml。酶学性质研究表明该酶最适pH为6.5，最适反应温度为55-65℃；10M的尿素处理仍有70%的残余活力，并具极高耐热性。利用0.5L发酵酶液60℃酶解100公斤75%脱乙酰度壳聚糖1小时，水解物经过滤离心后上清水解产物经薄层分析，三糖到五糖含量占80%以上，无单糖检出；剩余残渣沉淀烘干称重仅剩1.6公斤，水解率可达到98%。特点：该项目包括壳聚糖酶高表达菌株构建、高密度发酵条件优化及酶法水解壳聚糖三个主要技术。尤其是在国内外首次高效表达壳聚糖酶，表达量达4mg/ml，其酶活力单位为30000U/ml(一般菌株表达的壳聚糖酶活力在20U/ml～300U/ml之间，活力低、不耐热，价格在400-600元/公斤)，高于国内外文献报道的表达水平，获国家授权发明专利。壳寡糖是国际上近年来新兴发展的功能性低聚糖，具有独特的生理活性和优越的功能性质。利用酶法生产壳寡糖生产过程中不会引进酸碱等有毒有害的化学试剂，没有废物产生，更符合中国绿色生产的要求。应用推广情况：该项目转入工业生产后，其固定资产投资规模不大，规模大小具有弹性，产品技术含量、附加值高，少至百吨多至万吨的规模均可有可观收益，其新增产、利税的估算视规模而定。课题组已和武汉科诺生物、湖北花果山实业、青岛云宙生物等公司进行了应用推广合作，公司利用课题组的技术，高效生产聚糖酶制备壳寡糖，生产工艺节能环保，实现年产值3亿左右，利税1500-1600万。