嗜热毛壳菌甘露聚糖酶Ct Man26的性质及其在甘露寡糖制备中的应用OA北大核心CSTPCD

旨在实现嗜热毛壳菌(Chaetomium thermophilum)中的甘露聚糖酶Ct Man26在毕赤酵母(Pichia pastoris)中高效表达,探究重组酶Ct Man26的酶学性质及在甘露寡糖(mannooligosaccharides,MOS)制备中的潜力。甘露聚糖酶Ct Man26共含448个氨基酸,由碳水化合物结合模块CBM35、Linker及GH26家族的催化域模块组成,催化结构域上的Asp-395、Leu-396和CBM35辅助模块上的Leu-100受到多个疏水作用力,并可与Linker上氨基酸形成多个氢键。重组酶Ct Man26经P.pastoris表达后,存在N-糖基化修饰,蛋白表观分子质量约为55 kDa。重组酶Ct Man26的最适温度为55℃,最适pH值为5.0,50、60℃处理1 h后酶活力仍保持在90%以上,在pH 4.0~12.0范围表现出良好的稳定性。以魔芋甘露聚糖为底物时,重组酶Ct Man26的比活力为23.15 U/mg,米氏常数为4.75 mg/mL,最大反应速度为27.17μmol/(min·mg)。重组酶Ct Man26制备的MOS主要为甘露糖(14.2 mg/L)、甘露二糖(20.1 mg/L)、甘露三糖(6.1 mg/L)和甘露四糖(2.5 mg/L)。进一步研究发现,制备的MOS表现出较好的抗氧化能力,当样品质量浓度为2.4 mg/mL时,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率、羟自由基清除率以及超氧阴离子自由基清除率分别为(90.80±0.65)%、(80.7±1.07)%、(69.10±1.10)%和(76.7±3.14)%。同时,MOS具有明显的益生元特性,能够抑制大肠杆菌(Escherichia coli)的生长,促进有益菌戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)和植物乳杆菌(Lactobacillu plantarum)的生长,且随着MOS添加量增加及培养时间的延长越发明显。综上所述,重组甘露聚糖酶Ct Man26具有较好的酶学特性,在MOS的制备中具有潜在的应用价值。