一种β‑葡萄糖苷酶SPBGL5在水解木聚糖多糖类物质中的应用制造技术

本发明专利技术属于酶学工程技术领域，具体涉及的是一种β‑葡萄糖苷酶SPBGL5在水解木聚糖多糖类物质中的应用。本发明专利技术构建了含有来自鞘氨醇单胞菌ATCC 31461中的β‑葡萄糖苷酶基因spbgl5的重组大肠杆菌菌株，该基因在大肠杆菌中经过诱导表达、镍亲和层析纯化获得表达产物β‑葡萄糖苷酶SPBGL5，SPBGL5除了具有β‑葡萄糖苷酶的活性外，还具有β‑木糖苷酶活性和β‑阿拉伯糖苷酶活性，并且可以单独水解山毛榉木聚糖、桦木木聚糖、燕麦木聚糖、玉米芯木聚糖、小麦阿拉伯木聚糖和地衣多糖，在降解各种木聚糖多糖类物质中具有很大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种β-葡萄糖苷酶SPBGL5在水解木聚糖多糖类物质中的应用
本专利技术属于酶学工程
，具体涉及的是一种β-葡萄糖苷酶SPBGL5在水解木聚糖多糖类物质中的应用。
技术介绍
β-葡萄糖苷酶(beta-glucosidase，EC3.2.1.21)，别名纤维二糖酶、龙胆二糖酶和苦杏仁苷酶，广义上指能够催化糖基在氧亲核试剂间转移的一类酶(SinghaniaRR,PatelAK,SukumaranRK,etal.Roleandaignificanceofbeta-glucosidasesinthehydrolysisofcelluloseforbioethanolproduction[J].BioresourTechnol,2003,127:500-507.)，是纤维素酶系中重要的组成成分。β-葡萄糖苷酶在自然界中广泛存在，不同来源的β-葡萄糖苷酶的结构和催化特性也不相同。植物中的来源有杏仁、大豆、人参等；动物中的来源有蜂蜜和猪肝等(王志江,魏红福.β-葡萄糖苷酶的研究[J].饲料工业,2006,27(22):20-22.)，微生物中的来源有酵母、链霉菌、曲霉菌、康氏木霉和梭状芽孢杆菌等。β-葡萄糖苷酶作为纤维素酶系中关键的限速酶，它能水解纤维二糖以及纤维寡糖生成葡萄糖(LyndLR,WeimerPJ,VanZylWH,etal.Microbialcelluloseutilization:fundamentalsandbiotechnology[J].MicrobiologyandMolecularBiologyReviews,2002,66(66):739.)，减轻纤维二糖对其它两种酶系成分的抑制，从而提高整个纤维素酶系的水解速率，在降解纤维素生产燃料乙醇上有重要作用。β-葡萄糖苷酶还能作为风味酶，改善果汁风味(李平，宛晓春，陶文沂.黑曲霉β-葡萄糖苷酶的食品增香应用[J].食品与发酵工业,2000,26(2):5-6.)，可以与廉价的人参总皂苷作用，将其转化为稀有人参皂苷CK和Rd(许春春,于渤浩,王红蕾,等.重组嗜热β-葡萄糖苷酶转化稀有人参皂苷Rd和CK,高等学校化学学报,2016,37(2):281-289.)，还可以通过与大豆异黄酮作用生成大豆异黄酮苷元，使其更容易被人体吸收(PyoYH,LeeTC,LeeYC.Enrichmentofbioactiveisoflavonesinsoymilkfermentedwithβ-glucosidase-producinglacticacidbacteria.[J].FoodResearchInternational,2005,38(5):551-559.)。木聚糖是植物半纤维素的主要成分，是除了纤维素之外自然界中最丰富的多糖，存在于各种陆生植物的几乎所有部位，占植物碳水化合物总量的三分之一。木聚糖是一种杂合多聚分子，主链由多个吡喃木糖基通过β-1，4-糖苷键相连，侧链上连着多种不同的取代基：O-乙酞基、4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。一般将木聚糖分为硬木木聚糖和软木木聚糖两种。硬木木聚糖由O-乙酰-4-O-甲基葡萄糖醛县木糖聚合而成，含70个以上的吡喃型木糖残基，以β-1,4-葡萄糖苷键相连，聚合度为150-200，每隔10个木糖残基就有1个4-O-甲基葡萄糖酰酸基团位于C2位。山毛榉木聚糖、桦木木聚糖、和燕麦木聚糖都属于硬木木聚糖(AnitaTeleman,MaijaTenkanen,AnnaJacobs,etal.CharacterizationofO-acetyl-(4-O-methylglucurono)xylanisolatedfrombirchandbeech[J].CarbohydrateResearch,2002,337:373-377.KayHettrich,SteffenFischer,NilsSchroder,etal.DerivatizationandCharacterizationofXylanfromOatSpelts[J].MacromolSymp,2006,232:37-48.)软木木聚糖由阿拉伯-4-O-甲基葡萄糖醛酰木聚糖残基聚合而成，聚合度为70-130，平均长度短于硬木木聚糖，分枝也少于硬木残基的C2位。小麦阿拉伯属于软木木聚糖(KayHettrich,SteffenFischer,NilsSchroder,etal.DerivatizationandCharacterizationofXylanfromOatSpelts[J].MacromolSymp,2006,232:37-48.)。王海等人通过薄层层析、离子色谱和红外光谱及溶解率对玉米芯木聚糖和商品桦木木聚糖的成分及结构进行了研究。研究结果表明：玉米芯木聚糖中的单糖成分主要是木糖、阿拉伯糖和少量的葡萄糖，主要为直链型木聚糖，支链少；醇不溶性玉米芯木聚糖中的单糖成分主要是木糖、阿拉伯糖、少量的葡萄糖和半乳糖，但其阿拉伯糖比前者略高，有直链和支链型木聚糖，支链较多；桦木木聚糖主要是木糖，其它单糖未检出，有直链和支链型木聚糖，支链较多(王海,李里特,石波.玉米芯木聚糖和桦木木聚糖组成成分及结构的研究[J].食品科学,2004,25:36-42.)。在纸浆漂白作业中，未漂木浆里木聚糖与与木素形成复合体，使纸浆很难被漂白，通过加入木聚糖酶和纤维素酶共同作用，将木聚糖降解，使漂白剂直接与木素接触，从而达到漂白的目的，减少环境污染物的使用(KULKARNIN,RAOM.ApplicationofxylanasefromalkaliphilicthermophilicBacillussp.NCIM59inbiobleachingofbagassepulp[J].JBiotechnol,1996,51(2):167-173.)，植物细胞壁内也含有木聚糖，通过酶解法降解后，可提高发酵效率，增加乙醇产量，同时减少发酵液粘稠度，提升啤酒口感(LIY,LUJ,GUG,etal.Studiesonwater-extractablearabinoxylansduringmaltingandbrewing[J].FoodChem,2005,93(1):33-38.)。小麦阿拉伯木聚糖主要存在于小麦的细胞壁中，是小麦细胞壁的主要聚合物，其结构已被鉴定。它主要由阿拉伯糖和木糖两种戊糖构成，分子主链由β-1,4-D-吡喃木糖残基构成，一些取代基通过O-2和O-3原子与主分子链连接,主要的取代基是α-D-阿拉伯呋喃糖基。谷物中阿拉伯木聚糖并非简单的物理性嵌合在细胞壁中，而是通过酯状交联固定在细胞壁中，故大多数不容易水。各种植物体中的阿拉伯木聚糖摩尔比(A/X)变化很大，主要受植物种类、品种和生态环境等因素的影响，由于A/X的变化，各种阿拉伯木聚糖在动物胃肠道表现出截然不同的抗营养性。当以小麦作为家禽饲料时，其中的阿拉伯木聚糖会增加消化物的黏性从而影响营养的吸收，通过向该饲料中添加木聚糖酶，降解阿拉伯木聚糖，可以消除这种不良影响(崔朝霞,林东康.小麦中的抗营养因子-阿拉伯木聚糖的研究进展[J].饲料研究,2006,8:53-55.)以β-葡萄糖苷酶为专利技术名本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β‑葡萄糖苷酶SPBGL5在分解山毛榉木聚糖多糖类物质中的应用。

【技术特征摘要】
1.一种β-葡萄糖苷酶SPBGL5在分解山毛榉木聚糖多糖类物质中的应用。2.一种β-葡萄糖苷酶SPBGL5在分解桦木木聚糖多糖类物质中的应用。3.一种β-葡萄糖苷酶SPBGL5在分...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞浩，唐婷婷，杜丽琴，汤宏赤，黄日波，林丽华，郭媛，严少敏，
申请(专利权)人：广西科学院，
类型：发明
国别省市：广西,45