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目的:由于动物摄食、营养和饲料加工过程的特殊需求,饲用β-甘露聚糖酶需具有一定的特殊性。一是好的热稳定性,能够耐受至少80℃的制粒温度而同时在常温下具有高活性;二是饲用甘露聚糖酶需为酸性稳定同时在酸性和中性的pH范围内又能维持较高活性。但目前所见报道的β-甘露聚糖酶一般只具备其中一种特性,即高温稳定的酶不能耐受酸性环境,能够耐受酸性环境的酶在高温下极易失去活力。本研究旨在利用体外分子定向进化技术,对A. tabescens MAN47β-甘露聚糖酶进行分子改良,筛选耐高温耐酸性的稳定突变体,使其能够应用于生产实际。同时通过分析所获得的突变序列和结构,了解β-甘露聚糖酶结构与功能的关系。方法:(1)以β-甘露聚糖酶基因为模板,进行error-prone PCR,向MAN基因引入突变位点,然后将PCR产物克隆到穿梭载体pYCa,并将含有MAN突变基因的重组质粒经大肠杆菌DH5a中扩增后转入酿酒酵母S.cerevisiae BJ5465,建立突变文库,易化筛选和微孔板培养通量筛选耐高温、耐酸性、高酶活的突变子。(2)error-prone PCR中筛选到的耐酸、高温稳定、高酶活力克隆作为DNAShuffling的亲本基因,通过随机酶切,小片段重组装、全长基因扩增构建DNAShuffling,筛选耐酸高温稳定的克隆(3)对筛选出来的耐酸高温稳定的突变子进行测序和同源建模,比较分析β-甘露聚糖酶突变基因序列的生物学信息。结果:筛选到一个耐酸高温稳定突变体1108,其在90℃时酶活力还能维持在70%,在pH3.0时酶活力维持在70%。在高温80℃和pH4.0的条件下,酶活力是野生型的10倍左右,常规条件下(pH6.0,40℃)酶活力是野生型酶的5倍左右。序列比对发现耐酸高温稳定突变体1108有三个碱基发生了改变T289→A289、A535→T535、T1085→C1085,导致相应的氨基酸也发生了改变,Ser97→Thr97、Val362→Ala362、Ile179→Leu179。根据同源建模结果和氨基酸性质发现突变位点位于催化中心附近,推测第97位的突变与酶的耐酸性和活性有关,第179位和第362位的突变与酶的高温稳定性有关。