極端耐熱木聚糖酶XYNH的異源表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)鑒定.pdf

1、木聚糖是半纖維素的主要成分，其含量在自然界中僅次于纖維素，是重要的可再生資源。木聚糖酶（β-1,4-xylanase）專一的水解木聚糖的β-1,4糖苷鍵，將木聚糖分解得到木寡糖和少量木單糖。其在自然界中分布廣泛，是木聚糖降解酶系中最關(guān)鍵的酶。耐熱木聚糖酶由于其優(yōu)秀的耐熱能力，在生物能源轉(zhuǎn)化以及工業(yè)生產(chǎn)中有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究利用全基因合成技術(shù)獲得了來源于海棲熱袍菌（Thermotoga maritima MSB8）木聚糖

2、酶 XynB(PDB code:1VBR)的基因序列，其在GenBank中基因登錄號為KR078269。本文成功地將其在E.coli BL21和P.pichia GS115進(jìn)行了外源表達(dá)，將得到的木聚糖酶命名為 XYNH。誘導(dǎo)表達(dá)后的產(chǎn)物經(jīng) SDS-PAGE分析顯示 E.coli BL21所產(chǎn)目的蛋白大小為38 kDa，而P.pichia GS115所產(chǎn)目的蛋白則顯示出42kDa。Endo H酶處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示造成這種分子量差異可能是由

3、于蛋白質(zhì)翻譯后糖基化修飾引起的。酶學(xué)特性分析顯示，XYNH的最適反應(yīng)溫度為100℃，最適反應(yīng)pH為5.0，在pH5.0和90℃條件下，E.coli BL21表達(dá)的XYNH比活力為375 IU/mg，P.pichia GS115表達(dá)的酶比活力為110 IU/mg。真核表達(dá)的XYNH在100℃半衰期約為126 min，原核表達(dá)的XYNH半衰期也達(dá)到了78 min左右。高溫條件下XYNH表現(xiàn)出優(yōu)良的pH穩(wěn)定性。經(jīng)過90℃處理1 h后，在pH5

4、到pH9區(qū)間內(nèi)它的殘余酶活力能維持在80％以上。低濃度（0.5 M）的NaCl能夠促進(jìn)XYNH的酶活力，且2 M NaCl環(huán)境下兩個(gè)酶都能夠保有較高酶活力，顯示出良好的耐高鹽能力。本文也探討了離子液體條件對木聚糖酶XYNH的熱穩(wěn)定性的影響。在含有15%，25%和35%的離子液體([EMIM]OAc)環(huán)境中處理30 min，XYNH的最適反應(yīng)溫度只分別下降5℃，10℃以及15℃，表明木聚糖酶XYNH在離子液體環(huán)境中仍然具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性。