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一种海洋来源蜡样芽孢杆菌α-半乳糖苷酶基因的克隆表达及功能鉴定

2021-03-13江超峰李悝悝李唐车佳尹恒

大连海洋大学学报 2021年1期

江超峰,李悝悝,李唐,车佳,3,尹恒*

(1.中科院大连化学物理研究所 辽宁省碳水化合物重点实验室,大连市糖类农用制剂工程研究中心,辽宁 大连 116023; 2.中国科学院大学 化学科学学院,北京 100049; 3.大连海洋大学 食品科学与工程学院,辽宁 大连 116023)

α-半乳糖苷酶(α-Gal; EC3.2.1.22)是可专一性水解α-半乳糖苷键的糖苷水解酶,如棉子糖家族(RFOs)、半乳甘露聚糖、刺槐豆胶、瓜尔豆胶等[1]。基于氨基酸序列,α-半乳糖苷酶在碳水化合物活性酶(CAZy)数据库(http://www. cazy.org)中归属为糖苷水解酶(GH)家族中的第4、27、36、57、97、110家族[2]。其中,大多数α-半乳糖苷酶属于GH27和GH36,目前,这两个家族的酶也是α-半乳糖苷酶中研究最广泛的[3]。而GH4家族中α-半乳糖苷酶主要来源于古细菌和细菌,目前研究相对较少。研究人员发现,大部分被报道的GH4家族酶活性依赖于NAD+及二价阳离子,有些还需要依赖如二硫苏糖醇(DTT)、β-巯基乙醇等还原剂,到目前为止,只在GH4家族中发现了这种依赖NAD+进行糖苷水解反应的酶[4]。基于底物特异性,α-半乳糖苷酶主要被分为两大类。一类针对低分子量的底物起作用,如4-硝基苯基-α-D-吡喃半乳糖苷(pNP-α-Gal,pNPG)、蜜二糖、水苏糖和棉子糖;另一类则对高聚合度的半乳甘露聚糖和低分子量底物都起作用[5]。

在食品行业中,α-半乳糖苷酶被广泛应用,制糖产业中棉子糖的存在会抑制甜菜糖浆中蔗糖的结晶,生产过程中,通过加入α-半乳糖苷酶进行酶促反应消耗棉子糖,能明显提高产率[6]。

海洋中含有丰富的多糖资源与独特的微生物体系,因此,海洋来源的微生物是多糖降解酶的重要来源之一。……

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