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木聚糖酶(Xylanase),又称β—D—1,4-内切木聚糖酶,是降解木聚糖的关键酶,它能水解木聚糖主链上的β—1,4—糖苷键,将木聚糖降解为低聚糖和木糖,广泛应用于饲料、造纸和食品医药等行业,具有广阔的应用前景。但木聚糖酶的单位产量较低,是限制木聚糖酶应用的主要因素之一。本研究应用同源高效表达策略,在丝状真菌表达系统中构建高产的黑曲霉木聚糖酶基因工程菌。本课题首先从黑曲霉菌(Aspergillus niger)TS1菌株中提取总RNA,以其为模板运用RT-PCR的方法成功克隆出678bp的木聚糖酶xynB基因,将该基因片段插入融合蛋白基因表达载体pYG1.2葡萄糖淀粉酶编码基因的下游,融合之处设计内胰蛋白酶(KEX2)加工位点,构建融合表达质粒pYG1.2—xynB。测序结果表明,该木聚糖酶基因序列与A.niger IBT-90木聚糖酶(GenBank accession AY536639)基因序列具有99.4%的同源性,有4个碱基的差异,仅一个碱基的突变导致氨基酸改变,编码的蛋白质序列同源性达99.5%。随后运用原生质体转化法将pYG1.2—xynB转化尿嘧啶缺陷型宿主黑曲霉菌M54,获得重组菌株。SDS-PAGE结果表明,重组木聚糖酶在转化菌株中获得了高效分泌性表达,其分子量约为21KD。在1%木聚糖为诱导物的培养条件下,重组菌分泌的木聚糖酶酶活有明显提高,最高酶活达507 IU/ml,分别是原始出发菌和宿主菌的6.7倍和3.89倍。对获得的转化子进行连续传代培养结果表明,重组菌生长特性十分稳定,具有良好遗传稳定性。重组菌最佳产酶时间为培养后72h,最适反应pH为5.2,属酸性木聚糖酶;最适反应温度为50℃,在50℃-60℃之间热稳定性较好,60℃保温30min后残余酶活为63.95%。本实验首次运用同源表达的策略,将黑曲霉木聚糖酶基因在同源丝状真菌中表达。研究结果表明,木聚糖酶在重组黑曲霉中获得了高效分泌性表达。重组菌发酵周期短,产酶活性高,具有重要的应用前景,为酸性木聚糖酶的广泛应用奠定了一定基础。