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玉米赤霉烯酮降解酶ZHD101 的表达优化及 在玉米浆脱毒中的应用

2021-01-08谷新晰李广靖谷子林陈宝江卢海强

河北农业大学学报 2020年6期
关键词:优化

陈 伟,谷新晰,李广靖,徐 冉,谷子林,陈宝江,卢海强

(1.河北农业大学 食品科技学院,河北 保定 071000;2. 河北农业大学 动物科技学院,河北 保定 071000)

玉米浆是湿法工艺生产玉米淀粉的主要副产品,是1 种黏稠酸性的浆体[1]。玉米浆含有大量的氨基酸、维生素和生长因子,因此在氨基酸发酵、植物蛋白调味液和饲料等领域有重要应用价值。然而玉米极易受到玉米赤霉烯酮毒素污染[2-3],过高的玉米赤霉烯酮含量给玉米浆的应用带来了潜在的生物安全问题。玉米赤霉烯酮( Zearalenone,ZEN)是镰刀菌产生的次生代谢产物,具有较强的雌激素效应、致癌性和遗传毒性[4-6],ZEN 不仅可以降低粮食和农副产品的质量,还可以从食物链进入人体,并对人体健康造成严重损伤[7]。

大量研究者尝试物理、化学及生物法进行玉米赤霉烯酮的降解,而其中的生物酶法具有绿色、高效及反应温和等特点。目前已发现三类酶可有效降解玉米赤霉烯酮,分别为漆酶(Laccase,EC 1.10.3.2),内酯水解酶(Lactonohydrolase,EC 3.1.1)和过氧化物酶(Peroxidase,EC 1.11.1.X)[8]。内酯水解酶因降解ZEN 及ZEN 衍生物的彻底性而成为研究热点,其中ZHD101 酶因其在该类酶中的引领地位一直是研究关注的对象。2002 年,Takahashi-Ando 等首次从粉红黏帚霉 IFO7063 中获得ZEN 降解酶基因(ZHD101),随后研究人员利用大肠杆菌、裂殖酵母、酿酒酵母和水稻为宿主对ZHD101基因进行异源表达及性质研究,这为全面表征酶学性质提供了丰富的数据[9-12]。随后,ZHD101 酶的表达效率的提高及应用价值探讨逐渐成为关注重点[13]。

大肠杆菌表达系统在廉价培养基中易快速生长和易于规模化生产,大量研究结果指出外源基因密码子与表达宿主密码子偏好性的差异会降低翻译水平,甚至会阻断翻译过程。……

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