海洋细菌Aquimarina agarilytica ZC1中GH50家族琼胶酶的研究

【作者】 宋燕； 刘燕； 林伯坤； 钟名其； 伦镜盛； 胡忠；

【机构】 汕头大学生物系；

【摘要】 琼胶酶作为能够水解琼胶多糖的糖苷水解酶,是目前海洋微生物酶类研究的一个热点。本研究以前期所筛选并测序的海洋细菌Aquimarina agarilytica ZC1为基础,研究其中属于GH50糖苷水解酶家族的琼胶酶。通过克隆表达得到重组琼胶酶573、575及576。对重组琼胶酶酶学性质进行研究:重组酶575在温度为37℃、pH为8.0时酶活力最高,同时该酶在温度小于40℃以及pH在5.0¹0.0之间表现稳定。Ca²⁺对575酶活性有很强的促进作用,在浓度为50mM的条件下琼胶酶575的活力提高了136%;Al³⁺以及EDTA-Na₂、SDS会抑制琼胶酶575的活性。其降解琼脂糖的V_ma和K_m值分别为8.27×10^-5mol·L^-11·min^-1和0.0133mol·L^-1。重组酶576在温度为37℃、pH为6.0时酶活力最高;尿素、EDTA-Na₂和金属离子Na+、K⁺、Fe³⁺对重组酶576活性几乎没有影响;SDS和金属离子Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺严重抑制重组酶576的活性;其降解琼脂糖的V_max和K_m值分别为6.22×10^-5mol·L^-1·min^-1K_m值为0.0 1 32mol·L^-1。同时采用¹³C-NMR对重组琼胶酶降解琼脂糖终产物进行进一步的分析,图谱显示位于97ppm与93ppm处存在响应峰,而90.7ppm处无共振响应,由此确定重组酶为β-琼胶酶。通过TLC对重组酶575和576降解琼脂糖和新琼寡糖产物进行分析,其终产物是新琼二糖。最终我们得出结论:重组酶575和576均属于GH50家族,为外切型的β-琼胶酶,二者降解琼脂糖和新琼寡糖的唯一产物均是新琼二糖,这在国际上鲜有报道。更多还原