宇佐美曲霉耐热β-甘露聚糖酶基因克隆、表达及其酶学特性

"耐热β-甘露聚糖酶基因的克隆与表达及酶学性质 (2014年)" 这篇论文主要研究了从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001中克隆的GH26家族β-甘露聚糖酶(AuMan26A)基因，以及该基因在毕赤酵母(Pichiapastoris)GS115中的表达和其编码的重组酶(reAuMan26A)的酶学性质。通过生物信息学和基因组学的分析方法，研究人员成功获得了该酶的成熟肽编码基因Aunum26A。 克隆过程中，科研人员采用了RT-PCR（逆转录聚合酶链式反应）技术，这是一种常用的分子生物学方法，用于从RNA中获取特定基因的cDNA序列。他们将此技术应用于宇佐美曲霉E001，从而得到了编码β-甘露聚糖酶的基因。 在毕赤酵母GS115中，该基因实现了异源表达，这意味着在不同物种中成功表达了目标基因，这通常是通过遗传工程技术完成的。重组β-甘露聚糖酶的发酵上清液显示出了对角豆胶的高效酶活性，达到281.9 U/mL。经过纯化后的比酶活（即单位质量酶蛋白的酶活性）高达2281.7 U/mg，表明这种酶的催化效率很高。 在酶学性质方面，reAuMan26A表现出显著的耐热性。其最适反应温度Topt为40℃，表明它在相对较高的温度下仍能保持活性。在80℃条件下处理60分钟后，酶活性仍可保持60%。此外，即使在90℃下，该酶的半衰期也达到了10分钟，处理60分钟后残留酶活性仍有33%。这些特性表明reAuMan26A在高温环境下的稳定性极佳。 酶的pH稳定性也是衡量其功能的重要指标，reAuMan26A的最适pH为5.5，并且在pH 5.0至7.0的范围内较为稳定。然而，Fe2+和Fe3+离子对该酶有抑制作用，而其他测试的金属离子和EDTA则未见显著影响。这意味着在实际应用中，需要考虑到这些离子的存在可能对酶活性的影响。 在底物特异性方面，reAuMan26A的最适底物是角豆胶，其次为魔芋粉和瓜尔豆胶。通过测定，得知其对角豆胶的Km值（米氏常数，表示底物浓度达到一半最大反应速率时的浓度）为15.25 mg/mL，Vmax（最大反应速率）为7841.9 U/mg。这些参数对于理解酶与底物的相互作用至关重要。 鉴于reAuMan26A的出色热稳定性和酶活性，论文指出它在食品、饲料和纺织等工业中有广泛的应用潜力。例如，在食品工业中，它可以用于改善食品的质地和营养价值；在饲料工业中，可以提高饲料的消化率；在纺织工业中，可以用于纤维素的改性。这项研究不仅揭示了一种新的耐热β-甘露聚糖酶，还为其在多个领域的应用提供了理论基础。