糖化酶研究进展

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1、.酶学糖化酶的研究进展2013年...糖化酶的研究进展摘要:糖化酶是世界上生产量最大和应用范围最广的酶制剂,在工业中具有重要的应用价值。本文从微观学角度出发，主要介绍了糖化酶的结构和催化作用机制；另外介绍了糖化酶的分离纯化手段及其功能应用；最后提出了研究中存在的问题以及解决办法，并对糖化酶应用研究的前景进行了展望。关键词：糖化酶；结构；催化机制；分离纯化；功能...STUDYINGSTRUCTUREANDFUNCTIONOFGLUCOAMYLASEAbstract:Glucoamylaseistheenzymewhichhasthemostoutputandthevastest

2、applicationintheworld.Fromtheperspectiveofmicroscopicscience,Thisreviewintroducesthestructureandcatalyticmechanismofglucoamylase;additionallyintroducedseparationandpurificationmethodsandapplicationofglucoamylase;Intheend,putforwardtheapplication,theproblemsandsolutionsofglucoamylaseresearch,

3、providefutureapplicationprospect.Keywords:glucoamylase；structure；Catalyticmechanism；Purification；function......糖化酶又称为葡萄糖淀粉酶(glucoamylase),全称是α-（1-4）-葡聚糖—葡萄糖水解酶，它的底物是葡萄糖分子通过α-（1-4）-糖苷键连成的高分子，水解产物是葡萄糖，酶学编号是E3.2.1.3[1]。糖化酶是淀粉转化为葡萄糖过程的主要酶类，早在1500年前，我国已用糖化曲酿酒，本世纪20年代法国人卡尔美脱才在越南研究我国小曲,并用于酒精生产。目前，糖

4、化酶已涉及到食品、医学、发酵等多个行业，具有广泛的应用价值。1．糖化酶的结构及其催化机制1.1糖化酶的结构糖化酶是由微生物分泌产生的，具有外切酶活性的胞外酶，催化淀粉从非还原端水解α-1，4糖苷键逐个释放出单个β-D-葡萄糖。它是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白,分子量在60000～1000000间，含有一个催化域(CD)和一个淀粉结合域(SBD)，两者之间通过O-糖基化连接域(L)连接起来[2]。糖化酶的N末端催化区域通过(α/α)6形成一个漏斗状活性中心，经高度糖基化的O-糖基化连接域与C末端通过β反平行折叠形成的两个淀粉亲和区相连接，在空间上具有相对紧密、稳

5、定活性功能。糖化酶催化域（CD）含有400多个氨基酸残基，富含Ser和Ala两种氨基酸，其中ser443和ser444之间热稳定性较差，易断裂。来自不同真菌的糖化酶的催化域的二级结构有所差异。泡盛曲霉X100的糖化酶CD中含有13股α一螺旋，除α一螺旋11外均参与折叠成“桶”状(α/α)6结构，黑曲霉及子囊菌酵母糖化酶CD的构型与泡盛曲霉X100的CD构型基本相似，但子囊菌酵母CD含有14股α一螺旋，其中的12股α一螺旋形成与泡盛曲霉、黑曲霉CD结构类似。Sauer等人认为黑曲霉糖化酶水解α一1，4--糖苷键的机制是典型的酸碱催化，Glu179和Glu400分别为催化中心的质子

6、供体和质子受体，Glu179提供的质子传递给淀粉链中易断裂键的糖苷键上，形成含氧碳正离子，在Glu400协助下接受水的亲核攻击而使糖苷键断裂，同时使水解产生的α—D(+)-葡萄糖异构化生成β一D(+)构型[3]。淀粉结合域(SBD)的结构中，根据SBDs氨基酸序列的同源性，SBDs被划分为6族，分别为CBM20、CBM21、CBM25、CBM26、CBM34和CBM41，黑曲霉和米根霉分泌的糖化酶分别属于CBM20和CBM21。来源于黑曲霉的糖化酶(AnGA)的SBD位于AnGA的C一末端，...而来源于米根霉的糖化酶(RoGA)不仅C一末端含有一个SBD．且N一末端也含有一个

7、SBD。AnGACBM20和RoGACBM21约含100个氨基酸，其中富含苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸（Tyr)和色氨酸(Trp)等芳香族氨基酸残基，不含半胱氨酸(Cys)。AnGACBM20和RuGACBM21两者之间的氨基酸序列差异很大，同源性仅为13．5％，但芳香族氨基酸的同源性较高，主要为色氨酸(W)和酪氨酸(Y)。虽然两者氨基酸序列同源性很低，但其二级结构和三级结构却惊人的相似。两者均不含α一螺旋结构，仅含β一折链和无规卷曲结构，由7~8段β一折叠链反平行折叠形成β一卷筒，β一卷筒再