壳聚糖酶的研究进展

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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,haveextensivepotentialapplicationprospectinmedicalfie

2、ld.Chitosanasearekeyenzymeforspecificallyhydrolyzingchitosanintochitooligosaccharides.Inthissummary,theachievementofstidiesonchitosanases,includingitsenzymaticproperties,isolationandpurification,molecularbiologyandprospectsforapplicationyces、Nocardioides），真菌（

3、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,其中一

4、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Streptomycesgriesus产生的壳聚糖酶利用变性凝胶电泳测定结果为35000，凝胶过滤结果却为10000，显示这种壳聚糖酶的分子结构及组成可能有别于一般的壳聚糖酶，但是其空间结构尚未确定。壳聚糖酶大部分为碱性蛋白，等电点（pI）变化范围比较大，在4.0～10.1之间。最适pH为4.0～8.0，BacilluscirculansyxobacterAL-1的壳聚糖酶有两个最适pH分别为5.0和6.8。大多数微生物的壳聚糖酶具有较好的热

5、稳定性，最适反应温度在30～60℃之间。在pH为6.0～8.0，37℃时壳聚糖酶非常稳定,超过40℃后酶很快失活,从Bacillus产生的壳聚糖酶的最适温度大约为60℃。Bacillussp.strainCK4的壳聚糖酶的耐热性很高，60℃处理30min仍然能保持全部酶活性，80℃处理30min和60min后剩余酶活分别为85%、66%，只有在90℃处理60min后酶才完全失活［9］。从Bacillussp.KFB-C108纯化的壳聚糖酶其最适温度为55℃，80℃热处理10min或70℃热处理30min酶活性仍然

6、保持稳定，而且酶稳定性也比较强，但Co2+离子能抑制酶的活性［9］。1.4壳聚糖酶的催化性质来源于不同微生物的壳聚糖酶对不同脱乙酰化程度的壳聚糖和壳聚糖相关物(乙二醇壳杂糖、羧甲基纤维素和羟乙基壳聚糖)有不同特异性，但是一般不能降解胶体几丁质和纤维素，这也是判断壳聚糖酶和几丁质酶的一个重要标准。Hutadilok等研究了壳聚糖酶对部分N-乙酰化的壳聚糖和不同O-取代壳聚糖衍生物的水解作用的动力学行为，在均相反应中，随着N-乙酰度的提高，米氏常数Km增加，而最大反应速度Vmax降低；当N-取代的脂肪族酰基中碳链增长

7、时，Km增加，而Vmax影响很小；对其它衍生物的水解作用则Km为：O-羧甲基壳聚糖＞壳聚糖＞O-羟乙基壳聚糖，而Vmax为壳聚糖＞O-羟乙基壳聚糖＞O-羧甲基壳聚糖。目前发现的壳聚糖酶大多都是诱导酶，其中一些不仅具有降解壳聚糖活性，还有其它催化作用。B.subtilisKH1壳聚糖酶则对氨基葡萄糖寡聚体(2～6聚体)具有糖基转移酶活性［11］。B.circulansasashiro等对芽孢杆菌属BacilluscereusS1产壳聚糖酶做了分离纯化和性质研究：60h后的发酵液3000r离心除去菌体，然后采用90％

8、饱和度的硫酸铵盐析，9000r离心收集蛋白沉淀，将其溶于100ml水中，使用70％冷丙酮进行抽提，沉淀离心收集后采用SephadexG-25和SuperQToyopearl进行分离，收集蛋白活性峰，得到电泳纯的单带蛋白，分子量约为45KD，最适pH为7.0，最适温度为60℃。该酶不仅能降解壳聚糖，而且对几丁质和纤维素有一定的降解活性。通过对该酶降解寡聚糖的产物分析，该酶是