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木聚糖广泛存在于自然界,是仅次于纤维素的第二丰富的能为人类所利用的再生资源。而p-1,4内切木聚糖酶做为最主要的一种木聚糖酶,能够作用于木聚糖主链的β-1,4木糖苷键产生大量的木寡糖和少量的木糖。该酶在工业应用及科研方面都具有重要的价值。
本研究通过构建基因组文库,从深海细菌Demequina sp. JK4中得到了一个新的β-1,4内切木聚糖酶(Mxyn10, GenBank Accession Number:FJ601705). Mxyn10编码471个氨基酸,其分子量大小为49 kDa。通过序列比对,Mxyn10与来源于Streptomyces lividans的木聚糖酶具有最高同源性,为70％。Mxyn10带有信号肽,包括两个结构域:催化区(CM)和多糖结合区(CBM),其CM属于糖基水解酶第10家族(GH10),CBM属于CBM第二家族(CBM familyⅡ)。
将Mxyn10克隆到pET28载体上并在大肠杆菌中表达纯化,研究其酶学性质。Mxyn10的最适反应pH及温度分别为pH5.5和55℃,且具有较宽的合适的反应pH范围。此外,Mxyn10具有良好的pH稳定性,在经过pH3-8的缓冲液处理后,其活性仍能保持在80％以上。动力学研究结果得知,Mxyn10对于桦木木聚糖的Km和Vmax分别为3.45 mg·ml-1和7.7μmol·min-1·mg-1。将多种金属离子及化合物添加到反应体系中,结果发现,Mxyn10能抗多种外界物质的干扰,只有少数化合物及离子降低了其活性。
底物特异性研究表明,Mxyn10是一个双功能酶,除了具有木聚糖酶活性外,还可以降解纤维素。Mxyn10的这些性质使其对于多糖的降解效率更高,使用范围更广。在酿酒、降解城市和乡村中存在的各种生活垃圾以及燃料乙醇的生产中具有潜在的应用价值。同时,Mxyn10的结构及性质也具有重要的科研参考价值。
本研究通过构建基因组文库,从深海细菌Demequina sp. JK4中得到了一个新的β-1,4内切木聚糖酶(Mxyn10, GenBank Accession Number:FJ601705). Mxyn10编码471个氨基酸,其分子量大小为49 kDa。通过序列比对,Mxyn10与来源于Streptomyces lividans的木聚糖酶具有最高同源性,为70％。Mxyn10带有信号肽,包括两个结构域:催化区(CM)和多糖结合区(CBM),其CM属于糖基水解酶第10家族(GH10),CBM属于CBM第二家族(CBM familyⅡ)。
将Mxyn10克隆到pET28载体上并在大肠杆菌中表达纯化,研究其酶学性质。Mxyn10的最适反应pH及温度分别为pH5.5和55℃,且具有较宽的合适的反应pH范围。此外,Mxyn10具有良好的pH稳定性,在经过pH3-8的缓冲液处理后,其活性仍能保持在80％以上。动力学研究结果得知,Mxyn10对于桦木木聚糖的Km和Vmax分别为3.45 mg·ml-1和7.7μmol·min-1·mg-1。将多种金属离子及化合物添加到反应体系中,结果发现,Mxyn10能抗多种外界物质的干扰,只有少数化合物及离子降低了其活性。
底物特异性研究表明,Mxyn10是一个双功能酶,除了具有木聚糖酶活性外,还可以降解纤维素。Mxyn10的这些性质使其对于多糖的降解效率更高,使用范围更广。在酿酒、降解城市和乡村中存在的各种生活垃圾以及燃料乙醇的生产中具有潜在的应用价值。同时,Mxyn10的结构及性质也具有重要的科研参考价值。