生孢噬纤维菌β-葡萄糖苷酶的异源表达与酶学性质表征

摘要

β-葡萄糖苷酶是木质纤维素生物降解途径的关键酶,广泛应用于纤维素酶制剂中以提高底物的转化效率。为了挖掘和开发新型β-葡萄糖苷酶,从生孢噬纤维菌CX11基因组中克隆了4个β-葡萄糖苷酶基因Sm_0268、Sm_0864、Sm_3000和Sm_5379,并在大肠杆菌中进行异源表达。重组蛋白Sm_0268、Sm_0864、Sm_3000和Sm_5379分子质量分别为81.7、108.4、83.5和82.1 ku,酶活力分别为(24.2±0.4)U/g、(125.9±0.6)U/g、(32.4±0.6)U/g和(76.1±0.5)U/g。Sm_0268、Sm_3000和Sm_5379的最适反应温度为50℃,Sm_0864的最适反应温度为45℃。Sm_3000在温度达到60℃时仍能保留40%的活性,具有一定的高温催化能力。Sm_0268、Sm_0864和Sm_3000的最适反应pH为7.5,Sm_5379的最适反应pH为7.0,Sm_0864和Sm_3000具有一定的碱耐受性。利用实时荧光定量PCR对编码基因在不同碳源培养条件下的相对表达水平进行分析,结果表明,在以纤维二糖为唯一碳源培养菌株CX11时,4个β-葡萄糖苷酶基因的表达水平均上调,推测它们均不同程度参与CX11降解纤维素的过程。