假交替单胞菌JMUZ2重组κ-卡拉胶酶的异源表达和酶学性质
2021-07-24张成昊朱艳冰陈艳红姜泽东倪辉李清彪
张成昊,朱艳冰,陈艳红,姜泽东,倪辉,李清彪,2
(1 集美大学食品与生物工程学院,福建厦门361021; 2 厦门大学化学化工学院,福建厦门361005)
引 言
卡拉胶(carrageenans)是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海草中提炼出来的水溶性硫酸化多糖,具有β-D-半乳糖和α-D-半乳糖通过β-1,4 糖苷键和α-1,3 糖苷键交替连接形成的骨架结构[1]。卡拉胶因1,4-连接残留物中存在或不存在3,6-脱水-D-半乳糖,以及硫酸盐基团的数量和位置不同[2],被分为kappa(κ-)、lambda(λ-)、iota(ι-)三种[3],其中κ-卡拉胶是食品工业中常用的胶凝剂、增稠剂和稳定剂。
天然κ-卡拉胶分子量大,黏度高,溶解性差,不易吸收。研究表明,κ-卡拉胶的降解产物κ-卡拉胶寡糖分子量和黏度降低,溶解性好,易吸收,并且具有多种有益生物活性,包括免疫调节[4]、抗肿瘤[5]、抑制血管生成[6]、抗氧化[7]、抗病毒[8]等。目前,卡拉胶的降解方式主要有化学降解法[9-10]、物理降解法[11-12]和生物降解法[13-15]。其中,利用卡拉胶酶的酶解法制备卡拉胶寡糖具有专一性强、反应条件温和、反应过程易于控制等优点,具有更强的应用优势[16-17]。
κ-卡拉胶酶主要由海洋细菌产生,主要包括弧菌属[18]、溶解噬纤维菌[19]、伸长假单胞菌[20]、食鹿角菜假交替单胞菌[21]和微泡菌属[22]等。Liu等[23]从黄海腐烂海藻中分离到一株产κ-卡拉胶酶的细菌Pseudoalteromonas porphyraeLL1,对该菌株的胞外κ-卡拉胶酶进行纯化,获得分子量为40×103的κ-卡拉胶酶,该酶的最适温度和最适pH 分别为55℃和8.0。Zhou 等[24]报道了假交替单胞菌WZUC10 的κ-卡拉胶酶,该酶的分子量为45×103,最适温度和最适pH 分别为30℃和7.5。本研究将假交替单胞菌JMUZ2 κ-卡拉胶酶基因进行异源表达和纯化,研究重组酶的酶学性质及酶解产物,为该κ-卡拉胶酶的工业化应用奠定理论基础。……
