超嗜热古菌ThermococcussiculiHJ21产高温α葡萄糖苷酶的研究

超嗜热古菌ThermococcussiculiHJ21产高温α葡萄糖苷酶的研究

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1、摘要摘要a.葡萄糖苷酶(a.glucosidase,EC3.2.1.20)又称麦芽糖酶(maltase)和a一转移葡萄糖苷酶(a-transglucosidase,EC2.4.1.24),可以从低聚糖类底物的非还原性末端切开a-1,4糖苷键,释放出葡萄糖,或将游离出的葡萄糖残基以a.1,6糖苷键转移到另一个底物上,从而得到非发酵性的低聚异麦芽糖(蹦O)、糖脂或糖肽等。a.葡萄糖苷酶在淀粉加工工业中可以用作糖化酶制剂,与静淀粉酶一起生产高葡萄糖浆。另外,a.葡萄糖苷酶作为工业化生产IMO的关键酶制剂备受国内外食品工业界的

2、重视。目前,工业生产中使用的a.葡萄糖苷酶主要来源于黑曲霉(Aspergillusniger)。对一株分离自深海热液口的超嗜热古菌(ThermococcussiculiHJ21)菌株进行了产弘葡萄糖苷酶条件的优化和酶学性质的初步研究。胞内发酵时间为6h,胞外发酵时间为21h时,较适合产a.葡萄糖苷酶;其最适产酶温度为85℃,pH为6.5,NaCl浓度为2.5%;可溶性淀粉、酵母粉和蛋白胨促进产酶。该洳葡萄糖苷酶的最适作用温度为100℃,90℃半衰期为2h;最适酶作用pH值为7.O,在pH为5.0~8.O之间酶活力相对稳

3、定;该酶热稳定性不依赖Ca:2+,且Ca2+对该酶有抑制作用,金属离子Cu2+、舢”、Ni2+对该酶有较明显抑制作用,H矿强烈抑制该酶的活性,而EDTA、Fe"和K+对该酶有激活作用。以Zsiculi脚21染色体DNA为模板,采用PCR技术,成功克隆了ZsiculiI-IJ21的a.葡萄糖苷酶基因。基因序列结果显示,该基因开放阅读框大小为729bp,编码的蛋白质分子含有242个氨基酸残基,分子量约27.2kDa。同Genbank数据库中已公开的0【.葡萄糖苷酶基因序列进行同源性比对分析结果表明,ZsiculiHJ21的

4、a.葡萄糖苷酶的基因序列与Thermococcushydrothermal括的0【.葡萄糖苷酶亲缘关系最近,同源性达到81%,氨基酸同源性达90%。关键词:超嗜热古菌;ThermococcussiculiHJ21;高温酶;a.葡萄糖苷酶AbstractAlpha-glucosidase(EC3.2.1,20),alsonamedc【-transglueosidaseandmaltase,couldcatalyzetheliberationofa—D—glucosefromthenon-reducingendofpoly

5、-andoligo—saccharides.Italsocatalysestransglucosidationreactiontosynthesisisomerizedoligosaccharides.Alpha-glucosidasewasgenerallyinvolvedinthelaststepofstarchdegradation.ItWasusedtoproducehi曲glucosesyrupandiso—maltooligosaccharidewithCt-amylaseintheindustrialst

6、archprocessing.Atpresent,mostofa-glucosidaseusedinindustryWasfromAspergillusniger.ThecultureconditionforCt-glucosidaseproduction、玩n1ThermococcussiculiHJ21Wasoptimizedandthecharactersofcrudec【一glucosidasefromZsiculiHJ21werestudied.Theoptimalculturetimeforintracel

7、lularandextracellulara-glucosidaseproductionWasaround6hand27hrespectively.Theoptimaltemperature,pHandNaClconcentrationfora—glucosidaseproductionwere85℃,6.5and2.5%,respectively.Additionofsolublestarch,yeastextractandpeptonetothefermentationmediaenhancedenzymeprod

8、uction.Theoptimumtemperatureforenzymereactionwas100℃,andtheenzymeexhibitedextremethermostability,withahalf-lifeof2hat90℃.Thea-glucosidaseexhibitedmaximumactivityatpH7

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