山羊瘤胃宏基因组文库中β-葡萄糖苷酶筛选及性质研究

摘要

通过构建瘤胃宏基因组文库并筛选新的有效降解粗纤维的纤维素酶基因,从而找到提高纤维物质降解的有效途径,本研究从山羊(Capra hircus)瘤胃中提取微生物DNA,成功构建了一个含有12 100个克隆的瘤胃未培养微生物宏基因组文库,对文库进行活性筛选获得了10个表达β-葡萄糖苷酶活性的克隆,并对其中一个表达强β-葡萄糖苷酶活性的pET-6进行亚克隆,序列分析发现了一个全长为1 836 bp的ORF,编码一个可能的β-葡萄糖苷酶umcel 6X基因,其编码产物和来自Dictyoglomus thermophilumH-6-12的一种β-葡萄糖苷酶具有55％的同源性,65％的相似性.将umcel 6X基因导入到大肠杆菌(Escherichia coli)中经IPTG诱导表达,表达产物Umcel 6X的分子量与预测大小相似.酶谱分析表明Umcel 6X具有β-葡萄糖苷酶活性,证实umcel 6X基因为一个β-葡萄糖苷酶基因.进一步经Ni-NTA纯化Umcel 6X并测定其酶学特性,结果表明,其最适pH和最适温度分别为7.5和50℃.Ca2+、Na+和Mg2+能显著提高该酶的酶活,Cu2+、Fe2+和Hg+明显抑制酶的活性.在pH5.5和35℃条件下,Umcel 6X经过Ni-NTA柱纯化的酶液比活力为33.6 IU/mg.本研究经瘤胃中获得的纤维素酶基因可为体外研究降解粗纤维提供材料.