黑曲霉酸性果胶裂解酶在大肠杆菌中的表达和酶学性质研究

酸性果胶裂解酶能以β-反式消去作用断裂果胶中的α-1,4糖苷键形成不饱和寡聚半乳糖醛酸,对食品等工业中高酯化果胶降解具有重要意义.该研究将黑曲霉Aspergillus niger AG11来源的酸性果胶裂解酶(pelA)在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,并进行了蛋白标签优化和酶学性质研究.最终确定在N端融合碳水化合物结合结构域(carbohydrate-binding structural domain,CBM)时,pelA的胞内酶活力最高,达到3.25 U/mL,比初始条件下提高4.12倍.对CBM切除前后pelA的酶学性质进行测定,结果表明pelA的比酶活力、最适反应温度及最适反应pH分别为15.45 U/mg、40 ℃和5.O,pelA在30～50℃孵育2 h保持80％以上活性,这与pelA+CBM相同,在40℃、pH为4.0～5.0时孵育2 h,相对酶活力保持在60％以上,此时pelA+CBM具有80％以上的活性.以柑橘果胶为底物,pelA的Km和kcat分别为4.44 mmol/L和31.44 s-1.该研究结果为pelA的分子改造和在工业生产中的应用奠定了基础.