一种嗜热真菌来源的酸性β-葡萄糖苷酶Bg13B克隆与表达

【作者】 李新新； 夏伟； 柏映国； 马锐； 杨虹； 罗会颖； 石鹏君； 姚斌；

【机构】 农业部饲料生物技术重点实验室中国农业科学院饲料研究所；

【摘要】 纤维素是由多个葡萄糖残基以β-1,4-糖苷键连接而成的多聚物,其基本重复单位为纤维二糖。纤维素的利用与转化对于解决世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有重要意义。纤维素可通过纤维素酶的作用降解为葡萄糖,后者可作为重要的工业原料来生产酒精、丙酮等化工产品。纤维素酶是能将纤维素降解为葡萄糖的三类酶的总称,即内切β-1,4-葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。这三种酶协同作用能够将纤维素转化成葡萄糖。其中,β-葡萄糖苷酶又是整个降解酶系的关键限速酶。本文章首次克隆了篮状菌(T.leycettanus)第3家族β-葡萄糖苷酶Bgl3B,并在毕赤酵母中成功表达。推导的Bgl3B含有860个氨基酸残基,计算分子量为91.2 kDa。纯化的重组Bgl3B在pH 4.5和65℃下显示最佳活性,并且能够在高达60℃的水浴锅中和3.0-9.0的宽pH范围内保持稳定。醇类对酶活有一个很好的促进作用。底物中添加不同浓度的短链醇类,测定结果显示,酶活得到不同程度的提高。以此同时该酶还具有广泛的底物特异性,其中对pNPG底物显示出最高的活性,对纤维二糖底物显示中等活性,并且对多糖类底物包括昆布,地衣,Avicel,CMC和木聚糖等均可检测到微弱酶活。Bgl3B对pNPG和纤维二糖的催化效率分别为693和104/mM/s。此外,在37C水浴锅内反应10分钟,Bgl3B对异黄酮糖苷转化为苷元的效率很高,其中黄豆苷、染料木苷和大豆苷元的转化率分别为95.1%,76.0%和75.3%。这些优越的性能使Bgl3B在食品,动物饲料和生物燃料工业中的应用成为可能。更多还原