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作者:邹延;杨书恒;张京涛;曾雪莹;潘聪;周芳;杨宗玲;段盛林;刘国玉;苑鹏;
单位:中国食品发酵工业研究院有限公司,功能主食创制与慢病营养干预北京市重点实验室;
摘要:木聚糖酶作为半纤维素降解的关键酶,在生物质转化、食品加工及造纸领域具有重要的应用价值。然而,游离态木聚糖酶普遍存在热稳定性差、pH耐受范围窄、无法回收使用等问题,严重制约其工业化应用。针对这一瓶颈,该研究基于酿酒酵母孢子壁的独特结构,将黑曲霉来源的木聚糖酶XynB固定于孢子壁上,通过载体空间位阻效应和静电吸附作用提升酶学稳定性。研究首先通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)与荧光分析确认XynB可在孢子中表达并定位于孢子壁上。其次,以野生型AN120、孢子壁缺陷型菌株osw2Δ及dit1Δ为宿主,系统评估其孢子固定化XynB的酶学性质。结果表明,osw2Δ孢子固定的XynB表现出最优酶学特性:最适反应温度为40℃,最适pH为5.0;与游离酶相比,该固定化酶在80℃孵育120 min后仍保持30%的残留酶活力,在pH 4.0~8.0范围内孵育120 min后残留酶活力超过50%,pH耐受范围显著扩大。此外,osw2Δ孢子固定化XynB对金属离子、EDTA、去污剂(Triton X-100、SDS)及高盐环境均表现出显著耐受性,经5次循环催化后仍保留56%的初始酶活力,且对木聚糖类底物具有高度特异性。该研究是酿酒酵母孢子固定化半纤维素酶的新尝试,在木聚糖水解及木质纤维素生物质转化领域展现出广阔的应用前景。
关键词:酿酒酵母;;孢子固定化;;木聚糖酶;;酶学性质
基金资助:北京市科技计划项目(Z231100003723014)