GH43家族β-D-木糖苷酶RuXyn1在马克斯克鲁维酵母中的表达及其应用

摘要

木聚糖的降解需要内切β-木聚糖酶和β-D-木糖苷酶的协同作用,β-D-木糖苷酶能将β-木聚糖酶的水解产物木寡糖降解为木糖,因此在半纤维素的利用中具有重要的意义.本研究将中国牦牛瘤胃微生物来源的糖基水解酶GH43家族β-D-木糖苷酶基因RuXyn1克隆到含两种不同分泌信号肽(菊粉酶信号肽和α-factor信号肽)的马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)分泌表达载体(pUKDN132和pUKDN129)中,转化K.marxianus Fim-1 ura3Δ,通过筛选获得两株分泌表达β-D-木糖苷酶基因RuXyn1的重组菌株Fim-1/pUKDN132-RuXyn1和Fim-1/pUKDN129-RuXyn1.重组菌株摇瓶培养72h后,上清液中β-D-木糖苷酶酶活分别为0.304U/mL和0.045U/mL.在5L发酵罐高密度发酵中,Fim-1/pUKDN132-RuXyn1分泌表达的β-D-木糖苷酶酶活为1.75U/mL,而Fim-1/pUKDN129-RuXyn1的酶活为1.6U/mL,表明在表达β-D-木糖苷酶RuXyn1时,菊粉酶信号肽介导的分泌效率优于α-factor信号肽.以玉米芯为底物,我们测试了K.marxianus重组表达的β-D-木糖苷酶RuXyn1的降解效果,发现在商业化的β-木聚糖酶和纤维素酶CTec2中,添加β-D-木糖苷酶RuXyn1能够显著提升玉米芯的降解效率,还原糖产量提高7%,木糖和葡萄糖的产量分别提高12.4%和6.1%.