生淀粉结合域SBD及糖化酶基因在毕赤酵母中的融合表达*

0引言

【研究意义】淀粉能被多种淀粉酶水解，但这些酶中大约只有10%能结合并降解生淀粉[1]，其中生淀粉糖化酶(Raw starch-digesting glucoamylase，RSGA)是一种可以水解生淀粉的葡萄糖糖化生淀粉酶，可直接将未经蒸煮糊化的生淀粉降解成为葡萄糖，并可将淀粉发酵酒精中的糊化、液化、糖化三步变为一步，省去现代工业发酵生产酒精过程中的淀粉前期处理工艺，节约能源消耗，降低发酵生产酒精的成本。RSGA通常具有一个明显的序列结构模块，即淀粉结合域SBD(Starch-binding domains,SBD)[2]。真菌中的糖化酶所含有的SBD序列一般包括大约100个氨基酸残基，是一个由7个β链组成扭曲而且开放的β桶形结构[3-4]。文献[2,5]证明，SBD可以在整个蛋白结构中保持独立的功能，与糖化酶或淀粉酶融合后可显著增加不溶性淀粉在酶分子活性中心的浓度，赋予普通糖化酶或淀粉酶降解生淀粉的能力。【前人研究进展】现已发现在细菌、真菌的α-淀粉酶、β-淀粉酶、细菌的环糊精转移酶以及真菌的糖化酶中都存在淀粉结合域[6]。本实验室杨键等[7]将SBD插入α-淀粉酶(CN7A)基因的5′端融合表达，淀粉酶酶活提高8.7倍，另有研究证明来源米根霉的糖化酶生淀粉酶活力显著，生淀粉利用率为65%～70%，可以通过基因克隆和融合表达的方式，进一步提高生淀粉酶的活力。【本研究切入点】目前对该结合域融合表达的研究较少，而将淀粉结合域连接到糖化酶实现融合表达的研究国内并未有报道。【拟解决的关键问题】笔者在前期的工作中筛选得到一株产酸性糖化酶的黑曲霉ASP-S21，该酶在酸性条件下稳定性好且酶活力高，但降解生淀粉的酶活较低。……