浸麻类芽孢杆菌葡甘露聚糖降解酶的异源表达及功能研究

【目的】克隆表达浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)的葡甘露聚糖降解酶,研究其性质和功能,丰富葡甘露聚糖降解酶资源,了解浸麻类芽孢杆菌降解葡甘露聚糖机制。【方法】检索浸麻类芽孢杆菌的葡甘露聚糖降解酶基因,构建重组菌株,表达纯化重组酶,系统研究其功能及在降解葡甘露聚糖中的作用。【结果】克隆表达了5个葡甘露聚糖降解酶组分。结果显示PmMan1和PmMan2为内切β-甘露聚糖酶,PmGlc1、PmGlc2和PmGlc3为外切β-葡萄糖苷酶。其中PmGlc1只能水解pNPβGlc,PmGlc2能水解二糖和人参皂苷的β-1,6-葡萄糖苷键,而PmGlc3对β-葡萄糖苷键的选择性较为广泛。PmMan1、PmMan2、PmGlc2和PmGlc3能够降解葡甘露寡糖,PmMan1和PmMan2可以降解葡甘露聚糖。共同降解葡甘露聚糖时,PmGlc2和PmGlc3与PmMan2具有协同效应,且PmGlc3与PmMan2的协同作用更为显著。【结论】从浸麻类芽孢杆菌中获得了4种葡甘露聚糖降解酶,阐明了该菌葡甘露聚糖降解酶系成员的作用,丰富了酶资源和理论研究成果的同时,为酶法制备活性葡甘露寡糖提供了有效工具。

嗜糖黄杆菌β-葡萄糖苷酶的功能及在稀有人参皂苷制备中的应用

【背景】有些稀有皂苷具有较好的药理活性,寻找活性高和专一性好的糖苷酶可能实现稀有皂苷的定向制备。嗜糖黄杆菌中含有丰富且未被表征的糖苷酶基因是寻找新酶的潜在来源。【目的】从嗜糖黄杆菌中发现活性高和专一性好的糖苷酶,用于制备稀有人参皂苷。【方法】重组表达嗜糖黄杆菌中15个假定的葡萄糖苷酶基因,系统研究重组酶的性质和功能,筛选可用于制备稀有皂苷的酶,利用薄层层析法和高效液相色谱法鉴定转化产物。【结果】从嗜糖黄杆菌中获得3种活性较好的β-葡萄糖苷酶,即SA2629、SA0236和SA2851。其中,SA2629具有最高的比酶活(78.7 U/mg)和催化效率[k_(cat)=(27.38±1.40)s−1],且SA2629能同时水解人参皂苷C-20位上的β-1,6-葡萄糖苷键和C-3位直接与苷元相连的葡萄糖苷键。SA2851和SA0236只对C-20位上的β-1,6-葡萄糖苷键具有水解活性,其中SA0236活力高。将SA2629和SA0236与课题组前期获得的一种β-1,2-葡萄糖苷酶分别组合,可以将高含量人参皂苷Rb1完全转化成稀有皂苷CK和F2。【结论】获得了可用于制备稀有人参皂苷的糖苷酶,填补了嗜糖黄杆菌β-葡萄糖苷酶研究的空白。