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β-葡萄糖苷酶高产菌株的筛选及其基因的克隆与表达

2012-07-27王斌斌刘逸寒王建玲路福平

化学与生物工程 2012年6期

王斌斌,刘逸寒,李 玉,王建玲,路福平

(工业发酵微生物教育部重点实验室(天津科技大学) 工业酶国家工程实验室 天津市工业微生物重点实验室 天津科技大学生物工程学院,天津 300457)

β-葡萄糖苷酶(beta-Glucosedase,EC 3.2.1.21)是纤维素降解酶系的主要组分之一,它能够水解结合于末端非还原性的β-D-葡萄糖苷键,同时释放出β-D-葡萄糖和相应的配基[1],在人类、动物、植物和微生物的糖类代谢方面都具有重要的价值[2]。目前,β-葡萄糖苷酶已经广泛应用于食品、酿酒、医药、化工及粮食加工等领域,可用于改善茶叶、果汁的风味[3],生产低聚龙胆糖[1]、大豆异黄酮活性苷元[4]和天然抗氧化剂多酚化合物[5]等。

虽然植物中广泛存在着β-葡萄糖苷酶,但其含量少、活力低、大规模生产β-葡萄糖苷酶纯化工艺较为复杂,限制了其扩大应用。因此,通过基因重组技术构建工程菌,分泌表达高活性β-葡萄糖苷酶对其实现工业化具有重要意义。Raynal等[6]于1984年从脆壁克鲁维酵母中克隆得到β-葡萄糖苷酶基因,并在大肠杆菌和酿酒酵母中表达,重组菌产酶活力分别达到570 U·mL-1和3660 U·mL-1。2007年Hong等[7]在毕赤酵母中对嗜热子囊菌β-葡萄糖苷酶进行表达,酶活力为0.7 U·mL-1。2009年李丽娟[8]实现黑曲霉GS115β-葡萄糖苷酶基因在毕赤酵母中表达,酶活达到1218 U·mL-1,是出发菌株的33.6倍。迄今为止,已有多种微生物来源的β-葡萄糖苷酶基因被克隆获得并实现异源表达及分泌,但β-葡萄糖苷酶生产菌的相关研究绝大部分集中于真菌[9],而对于细菌β-葡萄糖苷酶鲜有研究。随着β-葡萄……

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