重组大肠杆菌产α-L-鼠李糖苷酶培养基条件优化的工艺发酵研究文献综述

 2022-07-26 02:07

文献综述

1 alpha;-L-鼠李糖苷酶

alpha;-L-鼠李糖苷酶是一种水解酶,可以作用于糖苷键,是一种能够催化水解多种天然产物末端鼠李糖的糖苷水解酶。该酶在自然中广泛存在,不同来源的的结构不同,其催化特性也不尽相同[1]

alpha;-L-鼠李糖苷酶可以作用于alpha;-1,alpha;-1,alpha;-1,alpha;-1,以及alpha;1连接的糖苷键,可以水解多种天然化合物,其中包括橙皮苷、芦丁、槲皮苷、柚皮苷及一些萜烯类糖苷等天然化合物。由于鼠李糖苷酶能广泛地催化多种底物,使得其在食品、药品等众多领域有广泛的应用[2]

1.1 来源

鼠李糖苷酶的来源比较广,广泛分布于自然界的细菌和真菌中。国内关于鼠李糖苷酶研究,主要集中在犁头霉代谢产生的alpha;-L-鼠李糖苷酶,国外研究相对较多,主要有黑曲霉、白曲霉、棘孢曲霉、青霉菌、拟杆菌属和热微菌门等。

真菌中的alpha;-L-鼠李糖苷酶一开始来源于青霉菌和曲霉菌代谢生产的酶制剂。近年来,可以用土曲霉和构巢曲霉生产alpha;-L-鼠李糖苷酶。最新研究表明,在哺乳动物组织[3-4]、植物[5]、细菌[6-7]、真菌[8]中都已经发现了alpha;-L-鼠李糖苷酶;但真菌和细菌仍然是alpha;-L-鼠李糖苷酶最主要的来源,当然也是目前被广泛研究的。曲霉菌和青霉菌都可以产生很高酶活力的alpha;-L-鼠李糖苷酶;然而霉菌通常同时分泌表达alpha;-L-鼠李糖苷酶和beta;-D-葡萄糖苷酶。

1.2分类

鼠李糖苷酶主要有两大类,即alpha;-L-鼠李糖苷酶(EC 3.2.1.40)和beta;-L-鼠李糖苷酶鼠李糖苷酶(EC 3.2.1.43)[9],分别对应催化水解alpha;-L-鼠李糖中位于非还原性末端的鼠李糖残基和beta;-L-鼠李糖中位于非还原性末端的鼠李糖残基。也就是说,鼠李糖苷酶主要还是以L-鼠李糖苷酶为主。alpha;-L-鼠李糖苷酶主要存在于动物的肝脏、细菌以及真菌中[10],主要有真菌类如犁头霉、曲霉属、青霉属、裂殖菌属。西菌类如芽孢杆菌属、拟杆菌属、乳杆菌属、单胞菌属。该酶也存在于鼠李糖脂、微生物的杂多糖以及外膜脂多糖抗原表面结构的重复单元中。此外,植物细胞壁果糖蛋白胶、多糖以及次级代谢物如花青甙、类黄酮和三萜烯类等化合物中也含有alpha;-L-鼠李糖苷酶。

1.3.1重组酶Tprha的酶学性质

目前,在90℃时,重组alpha;-鼠李糖苷酶Tprha有最高酶活力。在95℃时相对酶活力约达到80%。然而在75℃到90℃的范围内,该重组酶Tprha相对酶活在50%左右,说明该重组具有相对广泛地催化温度区间。在90℃条件下,分别测定重组酶Tprha在pH 3.5-7.0条件下的酶活力。重组酶Tprha的最适pH为4.5,且在pH4.5保持较高的酶活力,其适宜的反应pH范围较为狭窄。

alpha;-L-鼠李糖苷酶可以催化水解alpha;连接的糖苷键,如alpha;-1,2;alpha;-1,3;alpha;-1,4;alpha;-1,6以及alpha;1连接的不同糖苷键。不同来源的alpha;-L-鼠李糖苷酶水解不同的糖苷键,例如Absidia sp.39中的alpha;-L-鼠李糖苷酶可以水解alpha;-1,2糖苷键,Absidia sp.90中的水解alpha;-1,6糖苷键,而S.avenae中的水解alpha;-1,4糖苷键等[1]

1.4应用

由于鼠李糖苷酶广泛的催化多种底物德性质,因而在医药食品等众多领域中得到广泛的应用。alpha;-L-鼠李糖苷酶可以水解多种天然化合物糖基末端并释放出鼠李糖,如橙皮苷、芦丁、槲皮苷、柚皮苷以及一些萜烯类糖苷等天然化合物。基于alpha;-L-鼠李糖苷酶的这些重要潜在价值, 该酶的研究和开发是海内外学者的焦点。

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