节肢动物几丁质酶及其在蜕皮中的生理作用

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1、第21卷第6期德州学院学报Vol.21,No.2005年12月journalofDezhouUniversityDec.2005文章编号:1004一9444(2005)06一0045一05节肢动物几丁质酶及其在蜕皮中的生理作用林建城(莆田学院环境与生命件学系，福建莆田351100)摘要:几丁质酶(EC3.2.1.14)催化几丁质水解为几丁质单糖,N-乙酞一汗D-氨基葡萄糖，随着研究的不断探入，显示出越来越突出的生物学功能.本文介绍了节肚动物中甲壳动物和昆虫几丁质酶的产酶种类、酶学特性、酶结构、分子生物学及其几丁质酶在节肢动物蜕皮中生理作用的研究现状.关键词

2、节肢动物;几丁质酶;蜕皮;生理作用中图分类号:Q55文献标识fQ:A几丁质又称甲壳素，是广泛分布于自然界的肾、肝脏内不含儿丁质酶，几丁质酶主要分布于消生物多聚物，其产量仅次于纤维素，占天然聚合物化液、腺体、胃和粘膜处.目前对节肢动物几丁质贮量的第二位，几丁质在几丁质酶系作用下分解酶的研究主要集中在甲壳动物和昆虫类，主要包成几丁质单糖:N一乙酞一汗D氨基葡萄糖(Glc-括:(1)甲壳动物:中国对虾(Penaeu.vchinen-NAc).已发现很多植物和微生物都可产生几丁质'is)I'1,罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenber-酶，并进行了非常

3、深人的研究，也显示出越来越突gii)[a，日本对虾(Penaeusjaponicus)L'J，冷水虾出的生物学功能.但对动物儿丁质酶的研究起步(Artemia)1s1，美洲鳌龙虾(Homarusamerica-较晚，目前已知产生几丁质酶的动物种类主要有nus)E"1，南极磷虾(Euphausiasuperba),Pan-鱼类、两栖类、鸟类和节肢动物等，如在蜗牛、卿dalusborealis,Ucapugilator，大型蚤(Daphnia鱼、蝴蝎.麻雀、蛙螂、白蚁、蝙蝠和鳍鱼等动物体magna)，凡纳对虾(Penaeusvannamei)等(2)昆内均能产

4、生几丁质酶[i-5].对节肢动物几丁质酶虫:家蚕(Bombyxmori)，烟草天蛾(Manduca比较有实际研究意义的主要是昆虫和甲壳动物几Sexta)，Hyphantriacanea，果蝇(Drosophila丁质酶，人们发现甲壳动物和昆虫几丁质酶与其hydeiP"1,Aedesaegypti(伊蚊属)，内寄生黄蜂形态发生中周期性的蜕皮生理过程存在密切相(chenlonussp.)}L"l等.关，现已研究表明其在虾幼体的孵化中起重要作用Fs.近年来对节肢动物几丁质酶的研究取得了2节肢动物几丁质酶特性较大的进展，文中介绍了甲壳动物和昆虫几丁质酶的产酶种类、

5、酶学特性、结构、分子生物学，以及2.1一般催化性质在蜕皮中的生理作用的研究现状几丁质酶具有专一催化几丁质裂解的特性，然而，有些几丁质酶也能水解相关的多聚物，如细1产生几丁质酶的主要节肢动物种胞壁中含有的N一乙酚胞壁酸也能被水解.儿丁类质酶包括内切几丁质酶、外切儿丁质酶和N一乙酸-R-rr氨基葡萄糖昔酶等三种.内切儿丁质酶酶动物的儿丁质酶是来源于动物本身，肌肉、切点一般是随机作用于几丁质多聚物的内部，其收稿日期:2005-05-24;修回日期:2005-07-09作者简介:林建城(1966一)，男，福建莆田人，硕士，副教授，主要从事生物化学及酶学的研究工作德

6、州学院学报(自然科学版)第21卷终产物是可溶性的低分子量的GIcNAc寡聚糖，丁质酶工和na,以及分子量为57KDa和54KDa如几丁四搪、几丁三糖等，外切几丁质酶是从多糖的外切几丁质酶m和W[IS]，家蚕和烟草天蛾中都链的非还原端开始以二乙酞壳二糖为单位依次降已分离出内切几丁质酶和外切N一乙酞一含D-氨基解，N一乙酞一牙D-氨基葡萄糖昔酶(汗N-Acetyl-D-葡萄糖昔酶.glucosaminidase，简称NAGase)则将双糖水解为2.3生化特性单糖，同时具有从多糖链的非还原端开始外切以在虾蟹类等甲壳动物中已分离纯化出几丁质单糖水解的酶活力.在测定

7、几丁质酶活力时，由于酶，五种虾几丁质酶的酶学性质Ls-IUJ见表1.绝大几丁质酶的天然底物是不可溶的，因此一般把几多数虾类是酸性蛋白，最适pH值是偏酸的，其等丁质制成一种颗粒小、均一和呈悬浮状态的胶体电点因来源不同而有所不同.在烟草天蛾和家蚕几丁质，用它来做底物测定几丁质酶活力，而N一的蜕皮液和体壁中，也分离和纯化出几丁质酶，总乙酞一民D-氨基葡萄糖昔酶的活力测定常选择N-结数种昆虫几丁质酶的化学、物理及动力学特乙酞一含D-氨基葡萄糖着的衍生物为底物:对硝基性CI87昆虫几丁质酶的分子量在40-85KDa之苯一N一乙酞一牙D-氨基葡萄糖昔或4-甲基伞形酮一

8、间，明显大于植物几丁质酶25^-40KDa和细菌N一乙酞一汗D-氨