本发明公开了一种谷氨酰胺转氨酶及其编码基因、表达载体及重组菌,属于基因工程技术领域。本发明通过密码子优化技术进行基因改造,以毕赤酵母为宿主,选择分泌型表达载体,转入改造后与枯草芽孢杆菌来源基因同源性为70.6%的谷氨酰胺转氨酶基因,直接分泌表达目的蛋白,得到高拷贝数的重组工程菌,该重组工程菌最适pH偏好性向酸性发生偏移,由pH7变为6,在50℃下水浴30min后相对酶活由71.4%增加为89.7%,这促进了谷氨酰胺转氨酶未来的工业化生产和在各领域的广泛应用⊙

本发明的第一个目的是提供一种谷氨酰胺转氨酶，所述的谷氨酰胺转氨酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的第二个目的是提供所述的谷氨酰胺转氨酶的编码基因。

进一步地，所述的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的第三个目的是提供携带所述编码基因的表达载体。

进一步地，所述的表达载体采用的质粒为pPIC9K。

本发明的第四个目的是提供表达所述的谷氨酰胺转氨酶的重组菌。

进一步地，所述的重组菌是以毕赤酵母GS115为宿主。

本发明的第五个目的是提供所述的重组菌发酵生产谷氨酰胺转氨酶的方法，包括如下步骤：以10-15％的接种量将重组菌的种子液接种至BMGY培养基中，在25-35℃、150-250rpm培养20-30h，低温低速离心，收集菌体后，倒掉上清，用无菌水重悬菌体，重复上述操作，最后用BMMY培养基重悬菌体，25-35℃、150-250rpm培养，每隔24h补加终浓度为0.3-1.0％甲醇，诱导40-100h。

进一步地，所述的重组菌的种子液是将重组菌单菌落接入YPD培养基中，在25-35℃、150-250rpm过夜培养获得。

本发明的第六个目的是提供所述的谷氨酰胺转氨酶在生产糖基化交联酪蛋白中的应用。

进一步地，所述的应用是以谷氨酰胺转氨酶为催化剂，催化酪蛋白与D-氨基葡萄糖进行糖基化交联反应。

谷氨酰胺转氨酶(TGase)是一种催化酰基转移的酶，其可催化肽链中谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基(酰基供体)与酰基受体之间进行酰基转移，形成异肽键。谷氨酰胺转氨酶具有植物、动物、微生物等不同来源，其中微生物来源的TGase酶多存在于链霉菌属(Streptomyces spp.)和芽孢杆菌属(Bacillus spp.)。微生物发酵生产的谷氨酰胺转氨酶相较于其它来源可以直接从发酵液中分离得到，生产周期短，成本优势显著，具有研究价值与潜力。不同微生物来源及表达方法的谷氨酰胺转氨酶具有不同酶学性质。

谷氨酰胺转氨酶在食品、医药、生物技术等领域前景广阔。通过该酶独特、安全的交联作用，连接不同蛋白质中的限制性氨基酸，产生优势互补的作用，提高蛋白质的营养价值。在生物技术领域，由于谷氨酰胺转氨酶对蛋白质的特殊交联作用，可以应用于生化检测。蛋白质可以通过谷氨酰胺转氨酶的作用与氨基化的DNA连接，进行特异性修饰。糖基化反应可以将糖类物质交联到蛋白质中，使其兼具蛋白质大分子和糖类物质亲水性的特性，可以有效的改善蛋白质的功能性质，通过谷氨酰胺转氨酶的催化酰基转移反应进行蛋白质的酶法改性，具有反应条件温和、高效专一、安全可靠等独特的优势。因此，使用谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质糖基化反应是有效且具有前景的糖基化修饰途径。对谷氨酰胺转氨酶交联作用的研究具有理论与应用价值，符合目前生物医药行业的发展趋势。未来，谷氨酰胺转氨酶将作为良好的生物交联剂广泛地应用与食品、生物等领域，带来巨大的社会与经济利益。

目前，已报道的绝大部分微生物来源的，尤其是芽孢杆菌来源的谷氨酰胺转氨酶都是中性酶，最适pH为7.0，并且热稳定性水平仍不算高，未改造前较少能在50℃下30min内保持较高活性，如链霉菌在50℃下水浴10min内相对酶活为74％。然而在工业生产时高温和酸性环境居多，所以需要寻找能在高温与酸性条件下进行稳定生产的谷氨酰胺转氨酶。此外，谷氨酰胺转氨酶生产菌株在自然状态下分泌的酶活性和产量都很低，很难得到直接分泌的谷氨酰胺转氨酶。通过传统的筛选菌种和优化发酵条件对于提高谷氨酰胺转氨的产量十分有限，远不能满足市场需求。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

本发明通过密码子优化技术进行基因改造，以毕赤酵母为宿主，选择分泌型表达载体，转入改造后与枯草芽孢杆菌来源基因同源性为70.6％的谷氨酰胺转氨酶基因，直接分泌表达目的蛋白，得到高拷贝数的重组工程菌，该重组工程菌最适pH偏好性向酸性发生偏移，由pH7变为6，在50℃下水浴30min后相对酶活由71.4％增加为89.7％，这促进了谷氨酰胺转氨酶未来的工业化生产和在各领域的广泛应用。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。