棘孢木霉GH11家族木聚糖酶的异源表达及酶学性质

余 静，刘学强，马俊文，李 雪，江正强，闫巧娟，杨绍青,*

(1.中国农业大学 工学院/中国轻工业食品生物工程重点实验室， 北京 100083；2.中国农业大学 食品科学与营养工程学院， 北京 100083)

木聚糖是一类杂合多聚糖，主链由β-D-吡喃木糖残基通过β-1,4-糖苷键连接，侧链上含有不同类型的取代基团，如α-1,2-葡萄糖醛酸基、α-L-阿拉伯呋喃糖基、O-乙酰基、4-O-甲基葡萄糖醛酸、半乳糖和阿魏酸等[1-2]。木聚糖普遍存在于植物细胞壁中[3]，如稻草、玉米芯、麦麸和甘蔗渣等多种农业废弃物中均含有大量天然木聚糖组分[2]。木聚糖的生物转化是实现生物质资源高效开发和利用的一个主要方向。

木聚糖酶(β-1,4-xylanase, EC 3.2.1.8)是一类能够降解木聚糖的酶系，广泛存在于植物、微生物、甲壳类动物和原生动物体中[4]。迄今，已报道的木聚糖酶大多分布在糖苷水解酶(glycoside hydrolase，GH)10家族和11家族，此外还有少数木聚糖酶分布于GH的5、7、8、30和43家族[5]。不同家族木聚糖酶在结构、酶学性质及适用领域上均存在较大差异，其中GH11家族木聚糖酶的数量相对较多(CAZy数据库迄今收录了1 922条序列信息)。GH11家族木聚糖酶结构大多呈现为单一结构域，相对分子质量一般小于30 kDa，最适pH值一般为酸性到中性范围，对不同来源的木聚糖底物具有特异性，且水解产物主要以低聚木糖为主，单糖含量较少[5]。酸性木聚糖酶由于在酸性条件下可保持较高活性，在食品和动物饲料等行业中具有良好的应用前景[6]：如茎点霉(Phomasp.)GH11家族木聚糖酶xynMF13A最适pH值为5.0，在烘焙、低聚木糖生产和海产品加工中显示出了潜在应用价值[7]；……