解淀粉芽孢杆菌Ⅰ型耐热普鲁兰酶的纯化及酶特性分析

摘要

对来源于菌株解淀粉芽孢杆菌HxP-21的普鲁兰酶(命名为PulBa)分离纯化,研究其酶学特性,为普鲁兰酶在淀粉加工中的应用提供理论基础.通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和葡聚糖凝胶过滤层析从菌株HxP-21发酵液中分离纯化出一种新型的普鲁兰酶.酶的纯化倍数20.8,回收率53.2％,比活力176.5 U/mg.十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测得PulBa达到电泳纯,分子质量51.2 kDa.PulBa在45～70°C和pH 3～6范围内具有较高酶活力,最适反应温度55°C、pH 4.5.PulBa有良好的pH值稳定性和热稳定性,40～70°C孵育120 min保留最初活性的80％以上;pH 3～7范围内具有很高的稳定性,孵育6h后仍保留60 U/mL以上活性.PulBa对各种金属离子和化学试剂表现出不同的敏感性,Mg2+和Ca2+能够显著增强酶活力.PulBa最适作用底物为普鲁兰糖,对马铃薯支链淀粉、玉米支链淀粉、可溶性淀粉和糖原也有一定水解活性,但对α-环糊精和β-环糊精和直链淀粉无活性.以普鲁兰糖为底物PulBa的Km和Vmax值分别为1.34 mg/mL和24.6 μmol/ (min·mg).研究表明PulBa是典型的Ⅰ型普鲁兰酶.薄层层析进一步证明,PulBa专一性水解支链淀粉a-1,6-糖苷键,产生麦芽三糖.本研究确定了一种新型的普鲁兰酶,该酶在高热稳定性和酸性环境下具有高活性,在淀粉加工等生物技术产业中有较好的应用潜力.