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异淀粉酶(EC 3.2.1.68)是一种可以水解糖原、支链淀粉和β-极限糊精中α-1,6-糖苷键的糖苷水解酶.它不能水解普鲁兰多糖(以麦芽三糖为基本单位,通过α-1,6-糖苷键连接起来的多糖),对α-极限糊精具有部分水解作用.异淀粉酶在淀粉加工工业中具有重要的应用价值,可以与糖化酶、β-淀粉酶、CGT酶等淀粉酶复配生产葡萄糖、麦芽糖、环糊精、抗性淀粉等产品,以提高原料利用率及生产效率,因此对于淀粉糖工业的节能减排具有重要意义.
然而,相时于α-1,4-糖苷健水解酶(如α-淀粉酶、糖化酶等),目前国内外对淀粉脱支酶研究不多,且大部分研究集中于普香兰酶.目前,商业化异淀粉酶产品也仅限于日本的Hayashibara公司的异淀粉酶(最适温度50℃,最适pH3.5-4.5),其生产菌种是经过诱变改良的Pseudomonas amyloderaosa,而且价格昂贵,极大地限制了异淀粉酶的应用.随着基因工程技术的发展,越来越多的异淀粉酶在大肠杆菌或酵母中得到了成功表达,但是目前发酵水平较低、成本较高,无法达到工业化生产要求。
本研究克隆表达了重组异淀粉酶,优化了重组异淀粉酶摇瓶发酵产酶条件,重组菌在TB培养基中经过IPTG诱导,36 h时产酶水平达到879.2 U/ml,为重组异淀粉酶表达的最高水平.对重组酶进行了分离纯化及酶学性质研究,重组酶最适pH和最适温度分别为5.5和50℃.重组酶在50℃和60℃条件下的半衰期分别为35h和lOh,在40℃条件下的半衰期超过50 h。在上述研究的基础上,在国内外首次建立了重组异淀粉酶与α-CGT酶同步转化淀粉底物高效制备α-环糊精的新工艺。淀粉底物浓度为15%时,转化24h,环糊精总转化率高达84.6%,比单独使用α-CGT酶时的转化率提高了31.2%,其中α-环糊精在产物中约占85%,该结果代表了国内外文献公开报道的最高产率.
然而,相时于α-1,4-糖苷健水解酶(如α-淀粉酶、糖化酶等),目前国内外对淀粉脱支酶研究不多,且大部分研究集中于普香兰酶.目前,商业化异淀粉酶产品也仅限于日本的Hayashibara公司的异淀粉酶(最适温度50℃,最适pH3.5-4.5),其生产菌种是经过诱变改良的Pseudomonas amyloderaosa,而且价格昂贵,极大地限制了异淀粉酶的应用.随着基因工程技术的发展,越来越多的异淀粉酶在大肠杆菌或酵母中得到了成功表达,但是目前发酵水平较低、成本较高,无法达到工业化生产要求。
本研究克隆表达了重组异淀粉酶,优化了重组异淀粉酶摇瓶发酵产酶条件,重组菌在TB培养基中经过IPTG诱导,36 h时产酶水平达到879.2 U/ml,为重组异淀粉酶表达的最高水平.对重组酶进行了分离纯化及酶学性质研究,重组酶最适pH和最适温度分别为5.5和50℃.重组酶在50℃和60℃条件下的半衰期分别为35h和lOh,在40℃条件下的半衰期超过50 h。在上述研究的基础上,在国内外首次建立了重组异淀粉酶与α-CGT酶同步转化淀粉底物高效制备α-环糊精的新工艺。淀粉底物浓度为15%时,转化24h,环糊精总转化率高达84.6%,比单独使用α-CGT酶时的转化率提高了31.2%,其中α-环糊精在产物中约占85%,该结果代表了国内外文献公开报道的最高产率.