刘中美， 杜 坤， 周哲敏

（江南大学 生物工程学院，江苏 无锡 214122）

谷氨酰胺转胺酶（Transglutaminase，TGase，EC 2.3.2.13）是一种能够催化酰基转移反应的酶。它可以催化谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基与各种酰基受体发生反应，实现蛋白质分子内、分子间交联，从而极大地改变蛋白质的性质[1]。TGase广泛应用于食品行业、生物医药、组织工程、纺织和皮革处理等多个领域[2-3]。由于TGase的卓越催化功能而倍受越来越多的研究者的青睐，它被誉为 “21世纪超级粘合剂”。

对TGase的研究可以追溯到50年前，美国生物化学家Heinrich Waelsch在人脑和肝脏提取物中首次发现具有酰胺基转移催化功能的TGase酶[3]。微生物来源的 TGases （Microbial TGase，MTG）是1989年日本味之素公司首次发现的，由土壤中分离出的茂原链霉菌（Streptomyces mobaraense）产生[4]。与其它来源的TGase相比，MTG具有非Ca2+依赖性、温度和pH稳定性高等特点[5-6]。此外，MTG生产周期短、产量高、成本低，易于工业化生产。S.mobaraense来源的MTG一级氨基酸序列于1993年被测定[7]，由331个氨基酸组成，与动物来源的TGase相比，二者序列相似度低。S.mobaraense MTG的晶体结构于2002年被解析，二级结构属于α+β型，含11个α-螺旋及8个β-折叠；催化活性基团Cys64、Asp255和His274均位于分子裂缝底部[8]。

目前，微生物来源的MTG已经实现了商品化（ActivaTM），ActivaTM中每克粉末中含有100个单位的酶活，但是其中只有体积分数1%的蛋白，体积分数99%的是麦芽糖糊精。麦芽糖糊精的作用是增强MTG的稳定性和使产品易于操作[9]，因为酶的热稳定性越好，在应用过程中可耐受的操作温度越高，反应速率越快，成本也就越低。德国马丁路德大学的Pietzsch研究组利用随机突变和饱和突变等技术，提高了S.mobaraense来源的MTG的热稳定性。……