烟曲霉纤维素酶基因的克隆、表达及酶学性质研究

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纤维素的有效降解可以缓解世界能源危机,各国研究者近四五十年来一直致力于高效纤维素酶的发现。纤维素酶系主要包括:内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。其中β-葡萄糖苷酶还可以广泛应用于多种工业领域,如食品行业、饲料工业和医药领域等。  烟曲霉(Aspergillusfumigatus)具有较好的耐热性,其产生的酶大多具有较高的热稳定性,因此是一种非常好的工业用酶来源。  本研究中我们从烟曲霉中分别克隆了β-葡萄糖苷酶基因bgl和内切葡聚糖酶基因egl,并在大肠杆菌EscherichiacoliBL21(DE3)中进行表达。bgl全长为1752bp,编码一个约65kDa的蛋白,属于糖苷水解酶家族1;egl基因编码的蛋白约43kDa,属于糖苷水解酶家族9。  以七叶苷为底物对重组β-葡萄糖苷酶Bgl酶学性质进行了研究分析,结果表明,该酶的最适温度为45℃,最适pH在5.5-6.0之间,为酸性酶;在pH4-7范围内具有稳定性,70℃水浴处理2h,能保持60%的残余活性。Km值为17.7mmol/L。Ca2+对重组酶有轻微的激活作用,而SDS强烈抑制其活性。由于其相对于真菌来源的其他葡萄糖苷酶稳定性较高,为进一步的研究与应用奠定了基础。  另外,我们还对重组内切葡聚糖酶Egl进行了初步分析。
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