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1、壳聚糖酶的研究进展【摘要】目的壳聚糖的降解产物壳寡聚糖在医药领域中有着广泛的应用前景，而壳聚糖酶是酶法制备壳寡聚糖的专一性酶。本文综述了壳聚糖酶的研究概况，主要是壳聚糖酶的酶学特性、分离纯化以及分子生物学研究进展，同时展望了其应用前景。【关键词】壳聚糖;壳聚糖酶;糖苷水解酶Abstract：ObjectiveChitooligosaccharides,degradationproductofchitosan,haveextensivepotentialapplicationprospectinmedicalfield.Chitosanasearekeye
2、nzymeforspecificallyhydrolyzingchitosanintochitooligosaccharides.Inthissummary,theachievementofstidiesonchitosanases,includingitsenzymaticproperties,isolationandpurification,molecularbiologyandprospectsforapplicationwasdiscussed.Keywords:chitosan;chitosanase;glucosidehydrolase几丁质
3、（chitin）又名甲壳素、甲壳质，是N-乙酰-D-葡萄糖胺以β19-1,4-糖苷键相连而成，是地球上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。壳聚糖(chitosan)为几丁质脱乙酰化后的产物,是一种阳离子型多糖，也是目前唯一的商品化碱性多糖。壳聚糖是一种高分子阳离子絮凝剂，由于具有无毒、可被生物降解、良好的生物容性和成膜性等优良特性，在医药卫生、农业等方面得到广泛的应用［1］。如可作为离子交换剂，毛发固定剂、保湿剂和柔软剂，药物缓释剂、增溶剂，饲料添加剂，种子处理剂等。但是壳聚糖的分子量大，水溶性较差，在人体内不易吸收，使其应用受到限制。而壳聚糖的降解
4、产物壳寡聚糖（Chitooligosaccharides）不仅具有水溶性好、易吸收等优点，近年来更是发现，低分子量壳寡聚糖（如五糖、六糖）具有抗肿瘤、抗菌、免疫激活及保湿吸湿等特点，使其在医药领域有着广泛的应用前景［1,2］。壳寡糖的制备大多数是以虾、蟹等为原料，经过脱乙酰基等处理得到壳聚糖，再进一步水解得到壳寡糖。目前，由壳聚糖制备壳寡糖主要有两种水解方法：酸解法和酶解法。19酸解法一般是用盐酸部分水解壳聚糖［3］，用甲醇除去水解液中产生的大量单糖，经加Dowex离子交换树脂分离得到壳寡糖。酸水解法的缺点是反应产物单糖较多，而壳寡糖含量低，反应条件苛刻
5、，工艺烦琐，同时这一工艺由于产生大量废弃酸液，易给环境造成污染。酶解法是指采用酶制剂在较温和的条件下降解壳聚糖。一般分为两类：非专一性水解酶和专一性水解酶［5］。非专一性酶工艺，是利用如脂肪酶、溶菌酶等壳聚糖非专一性水解酶，降解壳聚糖。但降解程度有限，而且产物复杂，不易分离，酶量使用大。专一性水解酶是利用以壳聚糖为专一性底物的壳聚糖酶，专一性水解壳聚糖，该反应条件温和，可通过反应时间控制水解产物，为大规模生产壳寡糖提供了可能，是一种较为理想的壳寡糖制备方法。壳聚糖酶（Chitosanase,EC.3.2.1.132）是催化壳聚糖降解的专一性酶。壳聚糖经壳
6、聚糖酶降解后生成低分子量壳寡糖，壳聚糖酶在降解壳聚糖多聚物、大规模生产壳寡糖中发挥着重要作用［6］。1壳聚糖酶概述1.1壳聚糖酶的发现Monaghan在研究细菌和真菌过程中,首先提出壳聚糖酶(chitosanase,EC3.2.1.99)是一种不同于几丁质酶的新酶，能够降解完全脱乙酰化的壳聚糖,被认为是对线性的壳聚糖具有水解专一性的一种酶。在1992年国际酶学命名会议上,壳聚糖酶被系统命名。1.2壳聚糖酶的分布19壳聚糖酶主要存在于真菌和细菌细胞中,现已经从细菌（如Myxobacter，Artyrobacter，Bacillus），放线菌（如Strept
7、omyces、Nocardioides），真菌（如Rhizopus，Penicillum，和Basidiomycete），病毒(ChlorellavirusPBCV-1、CVK-2)中发现壳聚糖酶的存在，并已从发酵液中纯化得到壳聚糖酶。各种来源的壳聚糖酶的性质详见表1［9～27］。1.3壳聚糖酶的理化性质壳聚糖酶的分子量在23～50KD之间，低于几丁质酶的分子量(31～115KD)。一般来说,从微生物中分离得到的壳聚糖酶分子量为20000～40000。但也存在少数高分子量的壳聚糖酶，如曲霉AspergillusfumigatusKH-94有2种壳聚糖酶,
8、其中一种酶的分子量高达108KD［7］。但不是所有的壳聚糖酶都是单亚基蛋白，如S
