木聚糖的降解需要內(nèi)切β-木聚糖酶和β-D-木糖苷酶的協(xié)同作用,β-D-木糖苷酶能將β-木聚糖酶的水解產(chǎn)物木寡糖降解為木糖,因此在半纖維素的利用中具有重要的意義.本研究將中國(guó)牦牛瘤胃微生物來(lái)源的糖基水解酶GH43家族β-D-木糖苷酶基因RuXyn1克隆到含兩種不同分泌信號(hào)肽（菊粉酶信號(hào)肽和α-factor信號(hào)肽）的馬克斯克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）分泌表達(dá)載體（pUKDN132和pUKDN129）中,轉(zhuǎn)化K.marxianus Fim-1 ura3Δ,通過(guò)篩選獲得兩株分泌表達(dá)β-D-木糖苷酶基因RuXyn1的重組菌株Fim-1/pUKDN132-RuXyn1和Fim-1/pUKDN129-RuXyn1.重組菌株搖瓶培養(yǎng)72h后,上清液中β-D-木糖苷酶酶活分別為0.304U/mL和0.045U/mL.在5L發(fā)酵罐高密度發(fā)酵中,Fim-1/pUKDN132-RuXyn1分泌表達(dá)的β-D-木糖苷酶酶活為1.75U/mL,而Fim-1/pUKDN129-RuXyn1的酶活為1.6U/mL,表明在表達(dá)β-D-木糖苷酶RuXyn1時(shí),菊粉酶信號(hào)肽介導(dǎo)的分泌效率優(yōu)于α... 

【文章來(lái)源】：復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,59(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

保留型與反轉(zhuǎn)型β-木糖苷酶的催化反應(yīng)

圖4 K.marxianus重組菌株高密度發(fā)酵上清的SDS-PAGE檢測(cè)此外，我們還檢測(cè)了降解反應(yīng)過(guò)程中的葡萄糖釋放量，發(fā)現(xiàn)三酶混合組水解96h生成的葡萄糖量為63.65g/L，較二酶混合組和CTec2組分別提高了6.1%和13.7%(P<0.01）（圖5(c））．圖5(d）為水解96h各組樣品上清的HPLC檢測(cè)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)三酶混合組在保留時(shí)間7.5min處的產(chǎn)木糖峰和11min處的產(chǎn)葡萄糖峰（圖5(d））高于二酶混合組和纖維素酶CTec2組．上述結(jié)果表明玉米芯酶解時(shí)，在β-木聚糖酶和纖維素酶CTec2中加入β-木糖苷酶RuXyn1能更顯著提高玉米芯的降解效率，釋放更多的葡萄糖和木糖．由于底物玉米芯中，半纖維素和纖維素緊密粘合并起著固定纖維素的作用[21]，β-木糖苷酶RuXyn1的加入促進(jìn)了玉米芯中半纖維素的降解，釋放木糖，同時(shí)纖維素與酶的接觸反應(yīng)面積也隨之增加，在CTec2纖維素酶的水解作用下，水解纖維素產(chǎn)生了更多的葡萄糖．

為了檢測(cè)經(jīng)重組表達(dá)的木糖苷酶RuXyn1對(duì)玉米芯的水解能力，我們以2%稀酸預(yù)處理玉米芯為底物，測(cè)試了β-木糖苷酶RuXyn1與β-木聚糖酶、纖維素酶Cellic CTec2酶的組合降解玉米芯的效果．水解上清液中還原糖的DNS法檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在β-木聚糖酶與纖維素酶CTec2中添加1U的β-木糖苷酶RuXyn1后，水解96h后產(chǎn)生的總還原糖量較β-木聚糖酶、纖維素酶CTec2組合酶和纖維素酶CTec2組分別提高了7%(P<0.05）和29.4%(P<0.01）（圖5(a））．表明β-木糖苷酶RuXyn1的加入顯著提高了玉米芯底物的水解效率．各組樣品上清液的HPLC檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，β-木糖苷酶RuXyn1、β-木聚糖酶與纖維素酶CTec2混合組水解96h生成的木糖量為9.13g/L，比β-木聚糖酶和纖維素酶CTec2或纖維素酶CTec2單酶水解分別提高了12.4%(P<0.05）和23.4%(P<0.01）（圖5(b））．其中，由于纖維素酶Cellic CTec2酶為復(fù)合酶，包含少量β-D-木糖苷酶（0.33IU/mg)[20]，故其單獨(dú)水解玉米芯的產(chǎn)物中也包含木糖．圖5 β-木糖苷酶RuXyn1提高稀酸處理玉米芯的酶法糖化效率

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高濃玉米秸稈堿法預(yù)處理及半同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的工藝研究[J]. 連戰(zhàn),呂志飛,劉彬,劉欣,李喬丹,田冰,莊倩倩,劉同軍.  食品與發(fā)酵工業(yè). 2018(10)
[2]信號(hào)肽對(duì)木聚糖酶在馬克斯克魯維酵母中分泌表達(dá)的影響[J]. 吳玥,周峻崗,呂紅.  復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[3]微生物產(chǎn)β-木糖苷酶的研究進(jìn)展[J]. 范園園,李秀婷,滕超.  食品研究與開(kāi)發(fā). 2013(12)
[4]秸桿中半纖維素的結(jié)構(gòu)及分離新方法綜述[J]. 許鳳,鐘新春,孫潤(rùn)倉(cāng),詹懷宇.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2005(S1)
[5]信號(hào)肽序列對(duì)畢赤酵母表達(dá)外源蛋白質(zhì)的影響[J]. 熊愛(ài)生,彭日荷,李賢,范惠琴,姚泉洪,郭美錦,張嗣良.  生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào). 2003(02)



本文編號(hào)：3610889