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嗜冷菌能在严酷的环境中生存使得人们对此类菌非常感兴趣。为了适应低温环境,其本身能产生一些低温酶。其中,β-D-半乳糖苷酶具有很大的商业利用前景。据调查,世界上有大约十分之一的人,在乳糖代谢方面存在着问题。通常,我们称之为乳糖不耐受症。这一部分人群因其自身缺乏β-D-半乳糖苷酶,在饮用牛奶时,因乳糖造成身体不适,出现腹泻,呕吐等不良反应。因此,在牛奶的加工工艺上,目前主要采取直接添加乳酸菌(双歧杆菌)或添加β-D-半乳糖苷酶的方法来将牛奶中的乳糖降解。而低温β-D-半乳糖苷酶具有在不破坏牛奶原有风味的情况下降解乳糖的优点。
本实验室分离到一株产β-D-乳糖苷酶的低温菌命名为ON14,并且着重对其是否产低温β-D-半乳糖苷酶进行分析,结果表明ON14存在两种β-D-乳糖苷酶基因分别命名为β-GalⅠ(3090bp)β-GalⅡ(2052bp)通过序列比对分析,发现β-GalⅠ属糖苷水解酶第二家族。β-GalⅡ属lacG家族,它们的最适酶活温度分别是5℃和37℃。因β-GalⅠ良好的低温酶活性。我们对其进行外源表达并进行纯化,纯化后β-GalⅠ添加到牛奶中。HPLC检测结果表明,其乳糖降解效果明显,具有很好的商业利用价值。
β-GalⅠ,β-GalⅡ作为胞质内β-D-半乳糖苷酶,我们猜测这组同工酶可能在ON14碳源代谢中起不同的作用。RT-PCR的结果表明当乳糖作为唯一碳源时,在不同的温度下,ON14将选择不同的β-D-半乳糖苷酶降解乳糖。在Arthro-bacter属中,这是首次报道不同温度将诱导不同的β-D-半乳糖苷酶同工酶进行差异表达。