综述·Review

Papers

2010年第46卷第15期

质的胞外甘露聚糖酶[9]。而提纯得到同质的β-甘露氨基酸序列聚糖酶，对于酶的分子生化方面的研究、的测定以及三维结构的研究都是必要的[3]。2.2

酶学性质

近年来，随着对自然界半纤维素资

源的开发和饲料中甘露聚糖抗营养因子研究的深入，甘露聚糖酶的分子生物学的研究也逐渐展开。有关β-甘露聚糖酶酶学性质研究的相关报道也很多，从这些报道中可以看出，从不同微生物提取液中提取的甘露聚糖酶的酶学性也各不相同。

韦跃华等[10]从里氏木霉（T.reesei）基因组中克隆到一种β-甘露聚糖酶基因，转化到毕赤酵母的基因组中，用甲醇诱导该基因表达后，摇瓶发酵结果表明，培养基中甘露聚糖酶的活力可达12.5IU/mL。重组酶最适pH和最适反应温度分别为5.0℃和80℃，在pH5.0～6.0时酶活稳定，在pH5.4时70℃保温30min酶活维持50%以上。

谭秀华等[11]还通过功能平板从土壤中筛选得到含甘露聚糖酶基因的耐碱菌株，构建其基因组文库通过序列分并从中克隆到一种β-甘露聚糖酶基因，

析，该酶与GenBank发表的β-甘露聚糖酶的氨基酸序列的同源性均低于60%，是一种新型β-甘露聚糖酶。构建该基因的毕赤酵母表达重组子，获得了该酶的诱导表达。对酶学性质进行分析，其最适反应温度为55℃，最适pH为7.5，以魔芋粉为底物所在测得的最高酶活为41.8U/mL，半衰期为1h，80℃保温5min其酶活下降到11%，温度下降到55℃后活性可恢复到最初酶活的60%以上。

从几种微生物中提取的甘露聚糖酶的理化性质见表1，通过SDS-PAGE电泳和凝胶层析测定证明这些酶是以单体的形式存在。

总的来说，甘露聚糖酶的最适pH3.0~7.5、最适

表1

菌种

温度在45~92℃之间。一种来自硫色曲霉的甘露聚在已知甘露聚糖酶中最糖酶的最适催化pH为2.4，

低[15]。通过在不同的温度下水浴10min到8h可知，各种甘露聚糖酶的耐热性也各不相同。它们中也有不同的动力学参数和等电点。3

β-甘露聚糖酶的作用机理

4-D-吡喃甘露糖为β-甘露聚糖酶是水解β-1，

主链的内切水解酶，作用底物主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖以及甘露聚糖。不同来源的β-甘露聚糖酶对不同来源的底物作用深度及其水解产物是不相同的。β-甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要与α-半乳糖残基和葡萄糖含量、酯酰化的程度有关。同残基在主链中的位置、

时，底物的物理状态会影响β-甘露聚糖酶的水解作用，若底物呈结晶状态，则不易被水解[2]。β-甘露聚糖酶水解甘露聚糖后，将水解产物通过高效液相色谱（HPLC）或纸层析方法分析，可知水解产物主要是低聚糖（一般2~10个残基），不同来源的酶和底物反应后，水解产物的聚合度大小也不相同。

在分解甘露聚糖过程中，由于甘露聚糖的结构，使得多种主、侧链酶在降解甘露聚糖时会产生协同作用[19]。增效协同作用定义为2种主链酶（如β-甘（如α-露聚糖酶和β-甘露糖苷酶）或2种侧链酶半乳糖苷酶和乙酰甘露聚糖酯酶）在作用于底物时在Sclerotiumrolfsi中2种β-甘露的合作作用。如，

聚糖酶和β-甘露糖苷酶的协同作用使得降解半乳甘露聚糖产生的单体数量增多，提高了水解产物的总量[12]。又如，T.neapolitana5068中的耐热型β-甘露聚糖酶、β-甘露糖苷酶和α-半乳糖苷酶协同水解半乳甘露聚糖为单糖[6]。

从几种微生物中提取的β-甘露聚糖酶的理化特性

pH

3.33.06.96.02.46.74.04.53.56.0

等电点

最适温度/℃

SclerotiumrolfsiiAspergillusaculeatus

Thermotoganeapolitana5068BacillussubtilisWY34Aspergillussulphureus

StreptomyceslividansIAF36CeriporiopsissubvermisporaAplysiafasciataTrichodermareesei

PantoeaagglomeransA021

a：IU/mL；b：U/mg；c：注：μmol/min/mg

72

5092655058604570553.2-5.1--3.5--4.6-

·Km/（mgmL-1）2.730.150.237.60.930.77-2.4-6.33Vmax-180a

3.8a970.3a344.83b207a-50.3b-1110.526c

参考文献

[12][13][7][14][15][16][17][18][6][28]