粪便微生物宏基因组来源GH1β-葡萄糖苷酶的重组表达及酶学性质

[背景]β-葡萄糖苷酶是一类重要的纤维素分解酶类.目前较多可培养微生物来源的β-葡萄糖苷酶(Bgl)存在热稳定性和酸碱稳定性差及作用范围窄的问题.[目的]从滇金丝猴粪便微生物宏基因组中挖掘新型β-葡萄糖苷基因,异源表达并研究其酶学性质,为食品等领域提供新型酶资源.[方法]从粪便微生物宏基因组出发,扩增和异源表达β-葡萄糖苷酶基因BglRBS_26和BglRBS_9,并进行酶学性质研究.[结果]获得GH1家族重组β-葡萄糖苷酶BglRBS_26和BglRBS_9,分子量分别为60 kD和50 kD.BglRBS_26的最适作用条件为pH 6.0、45℃;BglRBS_9的最适作用条件为pH 5.0、40℃.BglRBS_26和BglRBS_9的Km分别为(0.6816±0.1642)μmol/L和(3.3170±0.8714)μmol/L.BglRBS_26具有较好的酸碱耐受性,在pH 5.0-6.0下处理lh,剩余酶活大于110％;pH 7.0-8.0范围内,剩余酶活仍然保持在100％以上.此外,蔗糖对BglRBS_26和BglRBS_9有不同程度的激活,当反应体系中加入20％(质量体积分数)蔗糖,BglRBS_26酶活力可提高至140％;10％(质量体积分数)蔗糖可将BglRBS_9酶活力提高至180％.此外,BglRBS_26具有较好的NaC1耐受性和稳定性,其在37℃、2.5 mol/L的NaCl下处理lh后保留80％活性.[结论]从滇金丝猴粪便微生物宏基因组中获得2个新型β-葡萄糖苷酶基因BglRBS_26和BglRBS_9,并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.BglRBS_26和BglRBS_9具有较好的pH稳定性和蔗糖耐受性,在食品、发酵等行业具有潜在应用价值.