木聚糖酶是最重要的飼料酶制劑之一，木聚糖酶能夠降解飼料糧中的木聚糖、降低食糜黏度、減少微生物的定植、維持腸道正常結(jié)構(gòu)，從而提高機體對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率和表觀代謝能。但是，早期木聚糖酶研究多著重于原始菌株優(yōu)化發(fā)酵，重組菌株簡單構(gòu)建的方式，一直未能大幅提高蛋白表達水平，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品價格昂貴，難以滿足大規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的需要。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所的專利“一種酸性木聚糖酶XYL10A及其基因和應(yīng)用”，在多個方面進行了技術(shù)路線改進：其一，率先采用基于酶分子結(jié)構(gòu)特征并結(jié)合生物信息學(xué)設(shè)計的技術(shù)路線，建立了酶基因資源高效擴增分離技術(shù)，進行資源的快速篩選與有效評估，提供了一種簡單有效的從基因組DNA中克隆分離木聚糖酶基因的方法，其不僅具有高效性，還具有通用性。其二，獲得了一種綜合性能優(yōu)良的木聚糖酶，具有極好的熱穩(wěn)定性；最適pH為2.5，在pH1.5-6.5之間均具有較高活性；對胃蛋白酶、胰蛋白酶也具有非常強的抗性；其比活為5437 U/mg蛋白，遠遠高于此前報道的酶蛋白。其三，提供了一種基于受體菌和外源基因、載體的綜合優(yōu)化構(gòu)建高效表達生產(chǎn)菌株的方法。
利用基因工程方法構(gòu)建了能夠高效表達木聚糖酶的菌株，建立了飼料用酶蛋白表達量達到20 g/L級的高效表達技術(shù)體系，并完善了表達發(fā)酵工藝，獲得應(yīng)用成本低廉的木聚糖酶產(chǎn)品，居國際領(lǐng)先水平。其表達效價在規(guī)模化生產(chǎn)水平可達10萬 U/mL，大幅度的降低了木聚糖酶的生產(chǎn)成本，也確保了其應(yīng)用成本低于1元/噸飼料。應(yīng)用這些酶后，飼料報酬一般可提高5%～15%左右，綜合經(jīng)濟效益提高3%～10%左右，即每噸加酶飼料的應(yīng)用可多獲利4元。木聚糖酶產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)市場80%以上，每年累計生產(chǎn)銷售木聚糖酶產(chǎn)品或復(fù)合酶產(chǎn)品5萬噸以上，已在全國31個省近千家企業(yè)推廣應(yīng)用，累計創(chuàng)造經(jīng)濟、社會效益85億元。
