嗜糖假单胞菌麦芽四糖酶基因在地衣芽孢杆菌中的异源表达

楼志华，刘翔，张劲楠

1(江苏省奥谷生物科技有限公司，江苏 常州，213300)2(溧阳维信生物科技有限公司，江苏 常州，213300)

麦芽四糖酶 (glucan 1,4-α-maltotetraohydrolase)，又名麦芽四糖淀粉水解酶,可以连续地催化淀粉状多糖中非还原型末端麦芽四糖残基的水解，主要产物为麦芽四糖[1]。而麦芽四糖因其独特的理化特性，一度被誉为最有希望的麦芽低聚糖[2]，在食品加工行业有着广泛、重要的应用。

麦芽四糖酶基因主要来源于斯氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)和嗜糖假单胞菌(Pseudomonassaccharophila)，二者来源的麦芽四糖酶均为α构型。相比而言，嗜糖假单胞菌来源的麦芽四糖酶的热稳定性和pH稳定性均较好，在40 ℃以下和pH 5.5～11均能长时间保持稳定；在最适温度(55 ℃)、最适pH(6.7)以及在其他宿主内表达后酶活力也均较高[3]。这些因素表明嗜糖假单胞菌来源的麦芽四糖酶更适合于工业化应用，也因而备受学者的关注。国内，ZHOU、赵云等[4-5]在大肠杆菌中克隆表达了嗜糖假单胞菌来源的麦芽四糖酶，但获得的重组酶大部分是包涵体，重组酶活力并不高。2019年，张梓芊、杨亚楠等[6-7]在Bacillussubtilis中构建了表达系统胞外表达了嗜糖假单胞菌来源的麦芽四糖酶，发现其比活力为980.49 U/mg，通过发酵优化后，在摇瓶水平重组酶活力可高达147 U/mL。这些报道中，重组酶酶学性质基本一致，在芽孢杆菌中表达可获得更高的活力。国外，美国杰能科公司上市的麦芽四糖酶SAS3则以地衣芽孢杆菌为宿主进行重组表达[8]，并且在地衣芽孢杆菌发酵产相关淀粉酶方面形成了技术封锁，因此导致国内纯化的麦芽四糖价格极高。……