硫色曲霉α-半乳糖苷酶基因的异源表达及其水解大豆寡糖的效果研究

作者：曹恒; 杨美玉; 刘安国; 张梦杰; 曹云鹤; 陆文清^*

来源：动物营养学报, 2021, 33(12): 7092-7104.

• 硫色曲霉
• α-半乳糖苷酶
• 毕赤酵母
• 高密度发酵
• 寡糖酶解

本试验旨在研究硫色曲霉α-半乳糖苷酶基因(As-gal1)在毕赤酵母中的表达及其对豆浆中大豆寡糖的酶解效果。以本实验室前期对硫色曲霉进行全基因组测序为依据,选取1条功能鉴定为α-半乳糖苷酶的cDNA序列As-gal1进行基因分析,并根据毕赤酵母密码子偏好性进行序列优化,构建优化型菌株进行72 h摇瓶发酵,测定酶学性质。对该工程菌株进行30 L发酵罐高密度发酵,用发酵罐所得粗酶酶解豆浆中的大豆寡糖。结果表明:1)该α-半乳糖苷酶基因As-gal1全长1 626 bp,编码541个氨基酸,诱导72 h后优化型工程菌株的α-半乳糖苷酶活性为3.20 U/mL。2)发酵得到的α-半乳糖苷酶的最适pH为5.0,最适温度为55℃;除pH 6.0外,在pH 4.0～8.0稳定性良好;耐热性较差,60℃10 min和70℃5 min即可近乎全部失活;该酶对大部分金属离子具有抗性,但其被MnSO4抑制,被FeCl3促进;30 L发酵罐高密度发酵结果显示,甲醇诱导177 h酶活性可达最高,为190 U/mL,比摇瓶提高了约58倍。3)大豆寡糖酶解试验结果显示,55℃下加酶量为2 U/mL反应3 h时,豆浆中总寡糖的降解率为49.07%。综上所述,本试验选取的As-gal1异源表达后获得的α-半乳糖苷酶对大豆中寡糖具有较好的降解潜力。

• 单位
  中国农业大学; 动物营养学国家重点实验室