新型真菌淀粉水解酶及其功能研究.pdf

1、淀粉水解酶是淀粉制糖工業(yè)的重要用酶。根據(jù)其在淀粉制糖工業(yè)中的應(yīng)用可分為液化酶和糖化酶，而葡萄糖淀粉酶和麥芽三糖淀粉酶是重要的糖化酶。葡萄糖淀粉酶可以水解淀粉釋放葡萄糖，后者可以進(jìn)一步加工合成酒精、有機(jī)酸和氨基酸等重要的有機(jī)物質(zhì)。麥芽三糖淀粉酶可以催化降解淀粉生成高濃度的麥芽三糖。麥芽三糖作為一種優(yōu)勢(shì)特別明顯的麥芽寡糖，被廣泛地應(yīng)用于焙烤、運(yùn)動(dòng)飲料和醫(yī)藥行業(yè)，受到越來(lái)越多的青睞。奉研究擬挖掘新型的嗜酸麥芽三糖淀粉酶和高溫葡萄糖淀粉酶，為淀

2、粉制糖上業(yè)提供性質(zhì)優(yōu)良的淀粉水解酶。
　　從真菌Talaromyces emersonii JCM23024中克隆得到一個(gè)cDNA全長(zhǎng)1，488 bp的糖苜水解酶第13家族的麥芽三糖α-淀粉酶基因TeAmy13。該基因在畢赤酵母中得到了成功表達(dá)，表達(dá)量為5.6U/mL。與目前廣泛應(yīng)用的商業(yè)真菌淀粉酶（最適溫度和pH分別為55℃和5.0-6.0）相比，重組酶TeAmy13的酶學(xué)性質(zhì)更加優(yōu)良。其最適溫度為60℃，在70℃時(shí)酶活力為最高

3、酶活力的90％;最適pH為4.5，可以更好地與高溫淀粉酶配合使用，從而簡(jiǎn)化淀粉制糖工藝。重組酶TeAmy13能催化水解麥芽寡糖和可溶性淀粉，TLC分析結(jié)果表明其主要水解產(chǎn)物為麥芽三糖，是一新型的麥芽三糖淀粉酶。TeAmy13可以利用價(jià)格低廉的淀粉大規(guī)模生產(chǎn)麥芽三糖，為食品、運(yùn)動(dòng)飲料和醫(yī)藥檢測(cè)提供高品質(zhì)的麥芽三糖。
　　從真菌Bispora sp.MEY-1中克隆得到一個(gè)編碼糖苷水解酶第15家族的葡萄糖淀粉酶基因gla15，cDNA

4、全長(zhǎng)1，827 bp，由催化域、連接域和淀粉結(jié)合域三部分組成。gla15成功在畢赤酵母中進(jìn)行了表達(dá)和純化。重組酶GLA15為酸性高溫酶，以麥芽糖為底物，其最適pH為4.0，最適溫度為70℃。具有良好的pH和溫度穩(wěn)定性，在2.0-11.0和70℃穩(wěn)定。GLA15不僅能夠水解糊化的淀粉，而且對(duì)生淀粉有一定的催化能力。該酶能有效地切割淀粉等多聚物非還原端的α-1，4-糖苷鍵，釋放出β-D-葡萄糖，并對(duì)以c-1，6-糖苷鍵連接的異麥芽糖有較強(qiáng)的

5、催化水解能力。與商業(yè)葡萄糖淀粉酶相比，重組酶GLA15的糖化效率高9％，可以在相同的時(shí)間或用酶量相同的條件下獲得更高的葡萄糖轉(zhuǎn)化率。
　　綜上所述，本研究從兩株真菌中分別克隆得到一個(gè)糖苷水解酶第13家族的麥芽三糖淀粉酶基因和一個(gè)第15家族的葡萄糖淀粉酶基因，成功在畢赤酵母中進(jìn)行了表達(dá)，并對(duì)重組酶進(jìn)行了純化、酶學(xué)性質(zhì)分析、水解實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用潛力評(píng)估。不但豐富了淀粉酶的基因資源，也為葡萄糖和麥芽三糖的大規(guī)模生產(chǎn)提供了性質(zhì)優(yōu)良的候選工業(yè)酶。