曾君瑞，潘力，王斌

（华南理工大学生物科学与工程学院，广东省发酵与酶工程重点实验室，广东广州 510006）

β-淀 粉 酶 （α-1,4-D-glucan maltohydrolase，EC3.2.1.2），是一种外切型淀粉酶[1]，可以从糖原或淀粉的非还原性末端依次切割α-1,4糖苷键，因此β-淀粉酶作用于直链淀粉时，生成麦芽糖[2,3]，而作用于支链淀粉时，由于无法切割支链淀粉分支处的α-1,6糖苷键，生成麦芽糖和极限糊精[4-6]。植物来源的β-淀粉酶主要存在于胚乳中[7]，但制备工艺复杂，成本较高，原料受季节影响明显，且酶质量不稳定；微生物来源的β-淀粉酶主要是芽孢杆菌[8,9]，如弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）[10]、蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）[11]、多黏芽孢杆菌（Bacilluspolymyxa）[12]、高温产硫化氢梭状芽孢杆菌（Clostridium thermosulfurogenes）[13]和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）[14]，随着发酵工艺逐渐成熟，易达到规模化生产，可以弥补植物来源的β-淀粉酶生产上不足，但现有报道表达水平整体不高，较高的是段绪果等[15]报道的β-淀粉酶酶活为925.40 U/mL，无法满足工业生产需要，所以利用基因工程等手段表达和提高β-淀粉酶酶活水平成为研究学者关注的方向。

在啤酒酿造、制糖等工业的糖化反应中，β-淀粉酶需要保持与协同使用酶相似的作用温度和pH，以期最大程度提高麦芽糖转化率，现有研究发现B.megaterium来源的β-淀粉酶具有很好的温度耐受性和pH作用条件，满足糖化反应过程中偏酸性的要求，而其他来源的β-淀粉酶温度耐受性不好，作用pH为中性偏碱性，仅有C.thermosulfurogenes来源的β-淀粉酶最适温度为70 ℃，最适pH为6.0，因此B.megaterium是β-淀粉酶来源的理想菌株。微生物来源的β-淀粉酶在以枯草芽孢杆菌作为宿主表达时，酶活水平受调控元件-启动子和碳分解代谢物阻遏效应（Carbon Catabolite Repression，CCR）的影响。……