半纖維素降解酶的克隆及鑒定.pdf

1、木聚糖酶(Xylanase)是一種重要的半纖維素酶，指的是能將木聚糖催化水解成寡木聚糖、低聚木糖、木二糖和木糖的酶系總稱，包括多種內(nèi)切酶及外切酶。目前已廣泛應(yīng)用于造紙、飼料、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。木聚糖酶廣泛存在于細(xì)菌、真菌、酵母、放線菌、反芻動物瘤胃以及某些動植物中，其中細(xì)菌來源的中性或堿性木聚糖酶具有較高的耐堿性和熱穩(wěn)定性。為了獲得高產(chǎn)且酶學(xué)性質(zhì)優(yōu)良的細(xì)菌菌株，本研究從青海鹽堿湖邊土壤采樣，通過唯一碳源法進行篩選，得到了25株高產(chǎn)木聚糖

2、酶菌株。其中編號QH14的菌株普通培養(yǎng)條件下產(chǎn)酶量及達648.79 U/mL，純化后比活可達1148.56 U/mg。通過擴增其16S rDNA進行測序分析并結(jié)合形態(tài)特征、培養(yǎng)特征及生理、生化特性，初步鑒定為短小芽孢桿菌，命名為Bacillus sp.QH14。從該菌株的基因組中克隆獲得了堿性木聚糖酶編碼基因XynQH14，并在大腸桿菌E.coli BL21(DE3)中獲得了很好的重組表達。通過Ni-NTA親和層析分離純化后的重組QH1

3、4木聚糖酶比活達700.47 U/mg。酶學(xué)性質(zhì)研究顯示該堿性木聚糖酶的酶促反應(yīng)最適溫度為60℃，最適pH為9.2;55℃處理1h仍保持50％的活力;在pH7.0-11條件下37℃處理酶液24 h后均保持80％以上的活力，且在pH11緩沖溶液中50℃處理24 h仍保持31.02％的酶活，表面活性劑的影響分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)添加1％吐溫20時，木聚糖酶酶活提高約43.5％，且QH14木聚糖酶的底物特異性較高，能高效作用木聚糖的β-1，4木糖苷健，

4、而不能水解纖維素的β-1，4葡萄糖鍵和瓜爾膠的β-1，4甘露糖鍵，這一特性很適用于造紙行業(yè)。該堿性木聚糖酶的酶學(xué)特性在耐熱性和耐堿性方面均優(yōu)于已有酶學(xué)性質(zhì)報道的同源度最高（同源度88％）的堿性木聚糖酶XynBYG（GenBank登錄號ACH67614.1）。結(jié)構(gòu)生物信息分析表明，QH14木聚糖酶的精氨酸和谷氨酸含量高于XynBYG木聚糖酶，其較好熱穩(wěn)定性可能與此有關(guān)。QH14堿性木聚糖酶的耐熱性和耐堿性，在制漿造紙、紡織等行業(yè)具有很好的