琼脂糖酶的研究进展.pdf

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1、第卷第期253海洋通报Vol.25，No.3722006年月6MARINESCIENCEBULLETINJun.2006海洋通报25卷琼脂糖酶的研究进展12王广慧，张明(1.黑龙江省绥化学院，黑龙江绥化152061；2.吉林农业科学院，吉林公主岭136100）摘要：从海洋及其他环境中可以分离出能够降解琼脂的琼脂糖酶。按照作用方式的不同，可将琼脂糖酶分为α琼脂糖酶和β琼脂糖酶两种类型。不同的琼脂糖酶具有不同的生物学特性。琼脂糖酶在海藻单细--胞的制备、海藻原生质体的制备、琼脂寡糖的制备、海藻多糖结构

2、的研究及分子生物学研究方面具有重要的应用价值。为了促进琼脂糖酶的开发和利用，依据国内外的研究资料，详细介绍了琼脂糖酶的研究进展，对琼脂糖酶的来源、种类、特性、作用机制及应用作一综述。关键词：海洋细菌；琼脂糖酶；研究进展中图分类号：Q178.53;P745文献标识码：A文章编号：1001-6392(2006)03-0072-08琼脂是一种存在于某些红藻细胞壁中的亲水性多糖。琼脂由琼脂糖(agarose)和琼脂胶(agaropectin)组成。琼脂糖是由(1→3)-O-β-D-半乳糖和(1→4)-Ｏ-

3、3,6-内醚αＬ半乳---糖交替组成的链状分子；琼脂胶由复杂的长短不一的半乳糖残基的多糖链组成，其中包含有多种取代基如硫酸基、甲基等，对于其结构的具体细节还不是很清楚。某些细菌的胞外酶能够使琼脂裂解成低分子的寡糖。这在科学研究及工业生产中具有重要的应用价值。本文从琼脂糖酶的分类、来源、酶系及酶学性质、酶的应用几个方面综述了琼脂糖酶的研究进展。1琼脂糖酶的来源1.1微生物源[1]从年1902Groleau第一次从海水中分离到一种可降解琼脂的假单胞菌(Pseudomonasalatica)以来，人们已

4、报导了多种产琼脂糖酶的细菌，分别归属于：Cytophage(噬细胞菌[2][3,[4][5]属)、弧Vibrio(菌属)、Streptomyces(链霉菌属)、Pseudomonas-like(类假单胞菌[6][7][8]属)、Alteromonas(别单胞菌属)、假Pseudoalteromonas(别单胞菌属)、Pseudomonas[1,9,10](假单胞菌属)。这些降解琼脂的细菌多为革兰氏阴性细菌，端生单根鞭毛，呼吸方式以需氧为主。1.2动物源降解琼脂的酶还可从一些海洋软体动物的消化液中分

5、离得到，如：海兔属(Aplysiadactylomela)、鲍属(Haliotiscoccinea)、滨螺属(Littorinastriata)、冠海詹属(Diadema[2,11][12]antillarum)的动物。这些琼脂糖酶是由生活在其消化道中的细菌产生的。2琼脂糖酶的分类根据其对琼脂糖的降解方式可将琼脂糖酶分为,2类:收稿日期：2005-04-24；收修改稿日期：2005-06-093期王广慧等：琼脂糖酶的研究进展73a)α琼脂糖酶-裂解琼脂糖的α-1,3糖苷键，生成以βＤ半乳糖为非还原

6、性末--端和以3,6-内醚αＬ半乳糖为还原性末端的琼寡糖---(agarooligosaccharides)系列。b)β琼脂糖酶-裂解琼脂糖的β-1,4糖苷键，生成以βＤ半乳糖为还原性末端和--以3,6-内醚αＬ半乳糖为非还原性末端的新琼寡糖---(neoagarooligosaccharides)系列。3琼脂糖酶的作用机制根据裂解酶的底物专一性将琼脂糖酶的作用机制分为两种:第一种机制源于对大西洋假别单胞菌(Pseudoalteromonasatlantica)ATCC19292的β-[13]琼脂

7、糖酶的研究。在这种细菌中内切型β琼脂糖酶Ⅰ-(EC3.2.1.81)断裂β-(1,4)连接的琼脂多聚物生成了寡聚糖的混合物，并以新琼脂四糖为主要产物。接着这些寡聚糖被膜绑的外切型β琼脂糖酶Ⅱ水解，生成新琼脂二糖。最后新琼脂二糖被细胞质中新琼脂二糖水-,[14]解酶水解成为3,6-内醚Ｌ半乳糖和半乳糖--。[7]第二种机制是胞外的α琼脂糖酶断裂α--(1,3)连接的琼脂糖。产生以新琼脂二糖为单位的寡聚糖，并在非还原性末端产生Ｄ半乳糖。-4琼脂糖酶的生物学特性及其酶系4.1α琼脂糖酶-至目前为止，仅有

8、少数几种α琼脂糖酶得到研究和报道。-[15]1978年，从一种革兰氏阴性海洋细菌中分离出一种琼脂糖酶。此酶经硫酸铵沉淀、DEAE-纤维素柱进行提纯。纸色谱法证明水解产物含有琼四糖和琼六糖。由13Ｃ-NMR谱图的化学位移也证实此水解酶为α琼脂糖酶。这是第一次被提纯的α琼脂糖酶。--[7]1993年，来源于别单胞菌(AlteromonasagarlyticusGJ1B)的α琼脂糖酶被分离纯化-。测55得其相对分子质量为1.8×10。然而通过亲和层析得到的酶的相对分子质量却为3.6×10