绿色糖单孢菌麦芽糖α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效分泌表达*

0引言

【研究意义】α-淀粉酶不能切割α-1，6糖苷键，但可以跨越α-1，6糖苷键作用于分支链内部的α-1，4糖苷键，产生的水解产物一般为麦芽糖、少量葡萄糖以及一些寡糖[1-2]。α-淀粉酶广泛应用于食品加工、纺织和制药行业[3-5]。麦芽糖α-淀粉酶是指能水解淀粉得到主要产物为麦芽糖和少量葡萄糖的一类酶的总称，来源于绿色糖单孢菌的麦芽糖α-淀粉酶水解淀粉的产物中麦芽糖含量可达70%(文献[6])，在麦芽糖浆和麦芽糖的工业生产上具有一定的应用前景。【前人研究进展】目前，应用大肠杆菌表达α-淀粉酶已经非常成熟，但是也存在一定的不足，如自身代谢产生内毒素、容易形成包涵体、产物分离纯化工艺复杂等。而应用枯草芽孢杆菌作为表达宿主具有很多优势，例如枯草芽孢杆菌被GRAS认定为安全级别的微生物、无明显的密码子偏好性、因蛋白分泌系统功能完善而具有很好的分泌能力等[7-8]，因此，枯草芽孢杆菌被广泛应用于食品、医药、饲料和环境保护等领域[9-12]。Kim等[13]将来源于枯草芽孢杆菌SHU4-2的麦芽糖α-淀粉酶基因在Bacillus subtilis168中表达，研究发现当培养基中出现淀粉、麦芽糖或者β-环糊精时，基因能够表达，而当存在葡萄糖、果糖或者蔗糖时，该基因不表达，说明该基因可能受到代谢产物的反馈抑制。2009年訾楠等[14]从地衣芽孢杆菌ATCC14580中克隆到一个麦芽糖α-淀粉酶基因，并成功在大肠杆菌中诱导表达；2011年转入枯草芽孢杆菌中表达，生成的麦芽糖α-淀粉酶几乎全部分泌到培养基中，采用HPLC检测产物，结果表明该酶催化水解淀粉的主要产物为麦芽糖；……