热解糖梭菌β-木糖苷酶的克隆表达及其水解木二糖的应用

对来源于Thermoanacrobacterium thermosaccharolyticum的糖苷水解酶39家族的β-木糖苷酶基因Tt-xyl39进行了重组表达和酶学性质的研究,为新型β-木糖苷酶的研发及应用奠定基础。通过比对T.thermosaccharolyticum 571的全基因组序列,从中克隆出一个新型β-木糖苷酶基因Tt-xyl39,并实现了在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中的成功表达。通过Ni-NTA亲和柱层析纯化,得到纯化后的β-木糖苷酶TtGH39。该酶最适温度为50℃,最适pH为5.5,在50和60℃下的半衰期(T_(50))分别为30和6 h,显示出极好的热稳定性;1500 mmol/L的葡萄糖浓度和1000 mmol/L木糖浓度可将酶活力分别提升2.41倍和1.47倍。这不仅表明葡萄糖和木糖对TtGH39具有显著的激活作用,还表明该酶在实际应用中具有很强的耐糖及抗水解产物的反馈抑制能力。TtGH39能有效水解木二糖生成木糖,在50℃、pH 5.5、酶量0.5 U/mg条件下水解0.2和4.0 mg/mL木二糖,3 h后木糖得率分别为99.1%和61.6%。因此,克隆表达的TtGH39是一种热稳定性较高、耐糖性能极强的β-木糖苷酶,有望能为木聚糖降解及其木糖衍生产品的开发利用提供一种新型生物催化剂。