牛瘤胃微生物纤维二糖水解酶基因(cbh)在乳酸菌中的表达

作者：孙康永杰; 杨宇泽; 魏亚琴; 万学瑞; 张钊; 马春娟; 曹磊; 邹爱爱; 王川^*

来源：农业生物技术学报, 2021, 29(12): 2375-2386.

• 瘤胃微生物
• 纤维二糖水解酶(CBH)
• 乳酸菌
• 分泌表达

玉米(Zea mays)秸秆作为牛羊等家畜的主要饲料来源,其中含有大量的纤维素,外源纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase,CBH)可促进纤维素在青贮过程中的降解。乳酸菌(Lactococcus lactis)作为益生菌,可提高青贮饲料的品质。本研究粗提黄牛(Bos taurus domestica)瘤胃微生物混合DNA,以其为模板扩增cbh基因并克隆至食品级载体p MG36e,构建分泌型表达载体p MG36e::CBH;将其导入乳酸菌NZ9000中,利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法测定重组纤维二糖水解酶的酶活,并对重组酶的酶学性质进行分析。结果显示,从牛瘤胃中克隆获得约1 600 bp的重组酶序列,其编码蛋白分子量约为56 k D,滤纸酶活为(2.218 1±0.834 3) U/m L,外切葡聚糖酶的酶活为(10.499 2±1.113 5) U/m L;重组酶对再生无定型纤维素(regenerated amorphous cellulose,RAC)的特异性最高,微晶纤维素次之,对滤纸和脱脂棉的特异性较低,而对羧甲基纤维素钠(CMC-Na)几乎没有活性;重组纤维二糖水解酶的最适p H为6,最适温度为60℃;1 mmol/L Mn2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Co2+和1%Tween-20对重组CBH的酶活有促进作用,1mmol/L Ba2+和Hg2+几乎对酶活无影响,1 mmol/L K+、Mg2+和EDTA对酶活有抑制作用,5 mmol/L Mn2+、Fe2+、Ca2+、Cu2+、Co2+对酶活有促进作用,10%Tween-20和5 mmol/L Zn2+、Ba2+、Hg2+、K+、Mg2+和EDTA对酶活有抑制作用。本研究构建的牛瘤胃微生物cbh基因的重组乳酸菌,有利于促进青贮过程中秸秆纤维素酶解及提高青贮饲料的营养价值。

• 单位
  甘肃农业大学; 甘肃省科学院生物研究所