不同来源寡聚-1,6-葡糖苷酶异源表达及酶学特性
2021-07-26王永红
华东理工大学学报(自然科学版) 2021年4期
华 烨, 刘 鹏, 王永红
(华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237)
凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)是一种兼性厌氧革兰氏阳性菌,具有耐高温、耐酸、稳定性好、抗逆性强等优点[1],在工业发酵中主要用来生产L-乳酸。相比于其他生产菌株,凝结芽孢杆菌的发酵温度更高,不易染菌,且发酵工艺较简单[2],并可以利用一些廉价碳源作为底物原料。但目前在以玉米粉/淀粉水解液为底物的凝结芽孢杆菌生产乳酸的工业发酵过程中,发酵结束时会有较高浓度的残糖[3],这会使得糖酸转化率下降,并导致乳酸分离纯化过程费用增加、产品质量下降以及货架期缩短。在乳酸发酵液残糖中,异麦芽糖质量占残糖总质量的60%左右,而寡聚-1,6-葡糖苷酶(oligo-1,6-glucosidase,EC 3.2.1.10)对于异麦芽糖有较高的利用活性。
寡聚-1,6-葡糖苷酶也称异麦芽糖酶或糊精6-α-D-葡萄糖水解酶[4-5],是一种外切酶,可以从多糖的非还原性端催化水解α-1,6-糖苷键,如α-极限糊精、异麦芽糖、异麦芽糖酮糖、异麦芽三糖等,同时也能水解对硝基苯-α-D-葡萄糖苷(pNPG)生成葡萄糖苷和对硝基苯酚(pNP)[6]。不同细菌来源的寡聚-1,6-葡糖苷酶的酶学性质有所差异,为了水解凝结芽孢杆菌乳酸发酵残糖液中的异麦芽糖,要求酶具有较好的耐热性和耐酸性。关于酶的热稳定性,Suzuki 等[4]和Watanabe 等[7]提出了脯氨酸法则,在氨基酸序列中脯氨酸含量的增加会使得每个区域结构更加紧密稳定以及疏水性更强,从而提高蛋白的热稳定性。研究人员将蛋白中的氨基酸残基定点……
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