黄色瘤胃球菌木聚糖酶基因xynB的异源表达与酶学性质研究

该试验以黄色瘤胃球菌基因组为模板,通过PCR扩增获得目的基因xynB,将xynB与表达载体PET28a连接,获得重组载体PET28a-xynB。用IPTG对含有重组载体的大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,镍离子层析柱纯化后检测其酶学性质。生物信息学分析表明,XynB理论大小为47 kDa,预测等电点为4.49,不含信号肽,含有1个糖苷水解酶11家族结构域和1个碳水化合物结合结构域。酶学性质研究结果表明,该酶的最适pH值为5.0,最适反应温度为40℃,金属离子Mg^(2+)、Na^(+)、K^(+)和Ba^(2+)对木聚糖酶XynB有较好的激活效果。综上可知,黄色瘤胃球菌木聚糖酶XynB属于GH11家族,最适pH值为5.0,最适温度为40℃,酶比活力为62.94 U/mg。

黄色瘤胃球菌双功能酶xynD基因在毕赤酵母中的表达及其酶学特征

[目的]黄色瘤胃球菌xynD基因编码葡聚糖酶和木聚糖酶2个独立的催化结构域。本研究在毕赤酵母中导入xynD基因,表达蛋白并对其酶活性及酶学性质进行研究。[方法]根据毕赤酵母的密码子偏爱性对xynD基因优化(优化后的基因命名为xynDm),构建重组质粒pPIC9K-xynDm,转化至毕赤酵母GS115,通过筛选获得基因工程菌株GS115-pPIC9K-xynDm,经诱导表达获得重组XynDm,再对其酶学性质进行初步研究。[结果]XynDm的木聚糖酶与葡聚糖酶在36和72 h酶活性和比活性均达到最大值,分别为265.32、468.36 IU·mg^(-1)和2260.87、3208.31 IU·mg^(-1)。XynDm的木聚糖酶活性在温度37~40℃、pH值为4.5~6.5时较稳定,最适酶活性温度和pH值分别为37℃和6.0,对4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖、高黏度阿拉伯木聚糖和桦木木聚糖有良好的水解作用;XynDm的葡聚糖酶活性在温度40~55℃、pH值为5.0~9.0时较稳定,最适酶活性温度和pH值分别为55℃和6.0,对大麦β-葡聚糖有水解作用。XynDm双功能酶活性被Cu^(2+)、Zn^(2+)和Co^(2+)激发,Ag^(+)和SDS使其酶活性几乎丧失。[结论]XynDm木聚糖酶和葡聚糖酶的最适底物分别为4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖和大麦β-葡聚糖,最适温度分别为37和55℃,最适pH值均为6.0。