阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达及其发酵工艺优化

李鸿雁，陆健，李晓敏*

1(工业生物技术教育部重点实验室(江南大学)，江苏 无锡，214122) 2(粮食发酵工艺与技术国家工程实验室(江南大学)，江苏 无锡，214122) 3(江南大学 生物工程学院，江苏 无锡，214122) 4(江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心，江苏 无锡，214122)

阿拉伯木聚糖(arabinoxylan)是谷物中最主要的非淀粉多糖[1]，基本结构是以β-1,4糖苷键连接的D-吡喃木糖线型主链，通过C(O)-2、C(O)-3或C(O)-2,3糖苷键连接α-L-阿拉伯呋喃糖基取代物，侧链C(O)-5位上存在以酯键相连的阿魏酸[2]。在大米和高粱中阿拉伯木聚糖结构相对简单，而在大麦、小麦、燕麦、黑小麦、玉米等谷物中相对复杂。阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3.2.1.55)可以特异性水解阿拉伯木聚糖侧链上的α-1,2、α-1,3和α-1,5糖苷键[3]，从而协同木聚糖酶促进阿拉伯木聚糖水解为寡糖。阿拉伯呋喃糖苷酶被归类于糖基水解酶GH3、GH43、GH51、GH54和GH62家族[5]，不同家族水解酶表现出不同的底物特异性，如GH43家族成员倾向于水解寡糖中的侧链，GH51和GH54家族成员可水解阿拉伯聚糖和木聚糖的侧链，仅GH62家族成员特异性水解阿拉伯木聚糖侧链[6]。其中来源于草酸青霉菌(Penicilliumoxalicumsp.68)的阿拉伯呋喃糖苷酶PoAbf62A即属于GH62家族，且研究表明，PoAbf62A仅有α-1,3-阿拉伯呋喃糖苷酶活性[7]，具有特殊的研究和应用价值。

目前，已有利用酵母、大肠杆菌、芽孢杆菌等表达宿主进行阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达的研究[8-10]。相较于其他系统，毕赤酵母具有能够将外源基因稳定地同源重组至基因组；胞外分泌蛋白种类少，易于分离纯化目的蛋白；便于高密度发酵等优势[11]。因此，本研究选取毕赤酵母GS115重组表达PoAbf62A，并对酶学性质进行研究，优化重组菌株的发酵条件，为糖苷水解酶家族的研究提供参考，并为开发以阿拉伯木聚糖为代表的半纤维素资源利用的新方法提供理论基础。……