β-葡萄糖苷酶的研究进展.pdf

收藏

编号:20181110221706233229    类型:共享资源    大小:224.11KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
2
金币
关 键 词:
β-葡萄糖苷酶 的研究进展 β-葡萄糖苷酶的研究进展 pdf β-葡萄糖苷酶研究进展 β-葡萄糖苷酶的 的研究 葡萄糖苷酶 β-葡萄糖苷酶的研究 β-葡萄 研究进展 ...
资源描述:
1 3 一葡萄糖苷酶的研究进展 一孟宪文宋小红陈历俊刘长江北京三元食品股份有限公司 【摘要】本文综述了1 3 一葡萄糖苷酶的分类、分布、理化性质及其水解糖苷机制,以及国内外对1 3 一 葡萄糖菅酶分子生物学的研究情况., 关键词:B 一葡萄糖苷酶;理化性质;功能 1 3 一葡萄糖苷酶( 1 3 一G l u c o s i d a s e , E C3 .2 .1 .2 1 ) 属于纤维素酶类,是能催 化水解芳香基或烃基与糖基原子团之间 的糖苷键生成葡萄糖的酶,其来源不同 底物特异性也不同。 1 1 3 一葡萄糖苷酶的分类 根据氨基酸序列分类,人们将1 3 一 葡萄糖苷酶划分在糖苷水解酶家族1 和3 中。家族1 中的1 3 一葡萄糖苷酶来源于细 菌、植物;家族3 中的酶来自真菌、细菌 和植物。家族1 中的酶除有葡萄糖苷酶活 性外,还有很强的半乳糖苷酶活性⋯。 根据高级结构的相似性,糖苷酶 家族可以被分成若干部族( C I a n ) , 糖苷水解酶家族1 属于“c l a nG H —A ” ( s u p e r f a m i l y4 /7 ) 。其特点是催化 结构域具有( 1 3 /a ) 桶状结构,2 个 羧基氨基酸参与催化反应,作为质子 2 0 0 9 .1 04 2 . 供体和亲核基团,分别位于第4 位和第 7 位的1 3 折叠上埋1 。M o r a c c i 等通过比 较11 种糖苷族1 的氨基酸序列,发现 了一N —E —P 一和一Y —I —E —N 一2 个保守序 列,并用定点突变的方法证明了保守序 列中的2 个G l u 分别是酸键集团和亲核集 团。也有试验通过自杀底物共价修饰和 定点突变试验证明了这种结论播1 。 2B 一葡萄糖苷酶的理化性质 1 3 一葡萄糖苷酶有胞内酶和胞外 酶之分,有些生物体内只含有胞内1 3 一 葡萄糖苷酶,也有的只含胞外B 一葡萄 糖苷酶,但是有少部分微生物体内同 时含有胞内和胞外1 3 一葡萄糖苷酶。 1 3 一葡萄糖苷酶的相对分子量一般在 4 0 ~2 5 0 K D 之间。不同来源的B 一葡萄 糖苷酶的相对分子量由于其结构和组 成不同而差异很大。大部分1 3 一葡萄糖 苷酶的最适p H 值都在酸性范围,并且 变化不大,但最适p H 值可以超过7 .0 , 而且酸碱耐受性强。1 3 一葡萄糖苷酶 的最适温度在3 0 ~11O o C 之间,一般来 说,来自细菌的B 一葡萄糖苷酶其稳定 性和最适温度要高于普通微生物来源 的B 一葡萄糖苷酶。对于工业应用来 说,酶的热稳定性越高越有利,对来 自嗜热性和非嗜热性D 一葡萄糖苷酶的 分析认为,两者在相互演化过程中的 酶修饰作用并不改变酶的活性中心, 也不改变其专一性,只是将酶蛋白结 构作部分调整以适应高温环境⋯。 3 产B 一葡萄糖苷酶的生物类群 分布 目前已经发现的产B 一葡萄糖苷 酶的生物类群包括原核生物、真核 生物。B 一葡萄糖苷酶普遍存在干植 物、微生物和哺乳动物的肠道中。 植物中很多来源的B 一葡萄糖苷酶已 被纯化和研究,这些来源有植物的 种子、果实、叶苗、根和花。微生 物有约氏黄杆菌( F l a v o b a c t e r i u m j o h n s o n a e ) 、多粘性芽孢杆菌 ( B a c i l l u sp o l y m y x a ) 、肠膜明串珠 菌( L e u c o n o s t o cm e s e n t e r o i d e s ) 、 链霉菌( S t r e p t o m y c e s ) 、镰刀 菌( F u s a r i u mo x y s p o r n u m ) 、 假丝酵母菌( C a n d i d ap e l t a t a ) 、 出芽短梗霉( AU 厂e o b a s j d j £,m PU ,,U l an s ) 、汉逊德巴利酵母 ( D e b a r y o m y c e sh a n s e n i i ) 、木 霉( T r i c h o d e r m ak o n i n g i i ) 、青霉 ( P e n i n c e r i u ma u r a n t i o g r i s e u m ) 、 黑曲霉( A s p e r g E l u sn i g e r ) 、米曲霉 ( A s p e r g i l l u so r y z a e ) 、干酪乳杆菌 ( L a c t o b a c E l u sc a s e i ) 等。现在对真 菌中B 一葡萄糖苷酶产生菌研究较多的 是丝状真菌,主要为曲霉属和木霉属, 而细菌中研究较多的是芽孢杆菌属。 万方数据 41 3 一葡萄糖苷酶的结构与功能 通过X 射线晶体衍生法分析出的B ~ 葡萄糖苷酶三维空间结构如图1 所示。 糖苷水解酶家族1 的典型结构具有 8 个( a 邝) 结构围成的桶状结构,也 被称为4 /7 超家族。糖苷水解酶家族3 由A 区和B 区2 个域构成,B 区包括S D W 序列,内有活性位点A s p 残基。在分子 水平上,水解酶家族3 的编码基因由5 个典型的区域构成,N 端区、N 端催化 区、非同源区、C 端未知功能区、C 端 残基。 经研究认为,1 3 一葡萄糖苷酶 的催化机制是保留型的酸催化双 置换机制( d O U b I ed i S P I a c e m e n t m e c h a n i s m ) 。催化反应需要2 个重 要氨基酸残基:质子供体( Pr o t o n d o n o r ) 和亲核集团( N u c t e o p h i l eJ 。 带羧基侧链的氨基酸位于糖苷键的氧 原子的氢键距离内。水解反应的基本 过程是:①酶的亲核集团在第2 个羧基 侧链提供酸/碱催化( 提供1 个质子】 的帮助下,去攻击底物的糖苷键氧原 子,并与其连接形成酶一底物的过渡 态;②酸,碱集团催化1 个水分子攻击 酶一底物过渡态,与之反应以切断糖 苷键释放1 个1 3 单糖产物和酶。目前对 酶催化糖苷键水解机理的了解还不是 很清楚,普遍认为酶有2 个催化活性中 心,一个是亲核中心,另一个为酸碱 催化中心。在糖基化作用下,酶的亲 核中心攻击底物异头碳原子,形成a 构像的糖基酶共价中间体,然后由水 介导酶底物中间体水解( 酶的另一活 性中心供给一H + ,糖苷键水解) 。1 3 糖 基产物形成,酶回复到其初始的质子 状态。通过动力学标记、序列分析、 对特殊的氨基酸进行化学修饰、点突 变等方法来研究酶的催化底物水解的 分子机制,对于酶的活性中心的一些 氨基酸残基的特殊作用已取得了进 展。酸性氢基酸带有一C O O H 基团,在 B 一葡萄糖苷酶的催化过程中起着重要 DajryJndu st r yj 禺孚L 品力口工 的作用,酶的亲核 催化中心和酸碱催 化中心都含有酸性 氨基酸A s p 和G I u 。 家族1 中的1 3 一葡萄 糖苷酶属于4 /7 超家 族成员,在其B 折 叠结构中的C 端的第 A 图1B 一葡萄糖苷酶分子结构 B 4 位和第7 位都是G I u 残基。在家族3 的成 员中,则发现A s P 为保守氨基酸【6 ’训。 B 一葡萄糖苷酶近年 来被应用于合成生 物寡糖以代替化学 合成法,目前普遍 认为存在2 种反应类 型:水解反应的逆 图2 水解反应机制和转糖苷键反应机制图 反应和转糖苷反应。关于水解反应机 6 国内外研究现状 制和转糖苷键反应机制如图2 所示。 51 3 一葡萄糖苷酶的分子生物学 研究 B 一葡萄糖苷酶基因方面的研究 已经有较长的历史,到目前为止,已 经有上百个微生物的1 3 一葡萄糖苷酶 基因得到克隆。早期的1 3 一葡萄糖苷 酶基因的克隆是通过构建D N A 文库进 行活性筛选的方式获得的。随着基因 工程技术的发展,P C R 技术的应用, 利用种属相似性扩增克隆得到许多B 一 葡萄糖苷酶。到目前为止,乳酸菌属 ( t a c t o b a c i l t u s ) 就有11 种之多。随着 基因工程学的发展,越来越多的微生 物基因组全序列被测定。利用同源序 列筛查定位分析出可能的p 一葡萄糖苷 酶,是获得B 一葡萄糖苷酶新基因的有 效手段。 近年来,B 一葡萄糖苷酶的高效 表达普遍采用大肠杆菌( E s c h e n c h i a c o l i ) 和芽孢杆菌( B a c i l l u s ) 表达系 统。重组表达的酶活量可达野生株的 几十倍乃至上百倍【8 】。 B 一葡萄糖苷酶作为纤维素酶的一 个重要组成部分,在医疗、食品、生物 质转化中有重要的应用价值,特别是随 着近年来环境能源等危机的加重,木质 纤维素作为自然界最广泛的碳源受到各 国政府的高度重视。B 一葡萄糖苷键的 水解是纤维素彻底降解为单糖的一个瓶 颈。采用基因工程与蛋白质工程手段获 得优良的B 一葡萄糖苷酶已经成为研究 热点。国外许多研究机构正致力于8 一 葡萄糖苷酶的分子生物学研究,从基础 领域研究酶的催化机制及表达调控机 制,以期更好地改善纤维素酶的催化效 率。随着表达系统的发展与完善,8 一 葡萄糖苷酶已经在大肠杆菌和酵母菌中 得到高效表达。近年来在芽孢杆菌、丝 状真菌以及植物中都有母一葡萄糖苷酶 重组表达的报道。 国内近年来研究B 一葡萄糖苷酶已 经成为热点,已由过去的研究B 一葡萄 糖苷酶的简单提取到现在的酶的培养条 件优化以及粗酶液的纯化。B 一葡萄糖 苷酶基因的克隆表达已经得到实现,新 构建的工程菌已经应用到生产实践中。 4 32 0 0 9 .1 0 万方数据 具有多种生物功能的 膨化莲子乳制品市场分析 一孔庆伟赵泽民郦韬珉徐亚麦黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司 【摘要1 本文从药食同源的角度介绍了莲子的属性、生命特征、化学成分、药理作用、开发利用前 景以及部分莲子乳制品的主要功能。特别详细介绍了以莲子为主要配料的低血糖生成指数营养粉的 主要营养与功能指标。 关键词:莲子;乳制品;营养与功能 近年来,我国大型乳品企业的加少。为此,在加强乳制品营养与功能 1 莲子的属性、特征、化学成 工能力、生产规模和乳制品产量都增 等基础理论研究的基础上,应大力查 分和药理作用 长得很快,但是乳制品的品种和企业 找和挖掘我国传统的并具有中国特色 莲子为睡莲科植物莲的干燥成熟 的经济效益增长得相对较慢,特别是的药食兼用资源。莲子就是在这种情种子,它属于药食兼用型的中国特有 有一定科技含量的功能乳制品还比较 况下被笔者首先应用于新型乳制品的 资源。主要产自长江以南的各省,尤 少,具有中国特色的功能乳制品就更研发当中的。其以湖南湘潭产的白莲为最佳。据史 7B 一葡萄糖苷酶的应用及前景 展望 p 一葡萄糖苷酶除作用p 一《1 , 4 ) 键外,还能作用侈一{ 1 ,1j 、 p 一( 1 ,2 ) 、p 一( 1 ,3 ) 和p 一 ( 1 ,6 ) 键,具有转移葡萄糖基的作 用。在水果、蔬菜中除了游离的挥发 性风味物质外,还有大量的以B 一葡萄 糖苷形式存在的非挥发性风味前体物 质,B 一葡萄糖苷酶能够释放这种香气 的前体物质,因此,开发了将1 3 一葡萄 糖苷酶作为水果风味增香酶的应用领 域。目前,国内对黑曲霉中D 一葡萄糖 苷酶研究较多,但由于采用黑曲霉作 为产酶菌株存在食品安全卫生方面的 隐患,所以在食品加工中的应用受到 限制。目前有研究选用德氏乳杆菌亚 种进行1 3 一葡萄糖苷酶的分离和纯化, 并应用于大豆异黄酮的水解过程中, 2 0 0 9 .1 04 4 制备大豆异黄酮苷元。通过该菌株生 产的B 一葡萄糖苷酶具有高安全性的特 点,为B 一葡萄糖苷酶的应用和开发提 供更广阔的空间。● 参考文献 【1 】H e n r i s s a tB .Ac l a s s i f i c a t i o no fg l y c o s y l - h y d r o l a s e sb a s e d o na m i n oa c i ds e q u e n c e s i m i l a r i t i e s .B i o c h e m ,1 9 9 1 ( 2 9 3 ) :7 8 1 - 7 8 8 【2 】J e n k i n sJ ,L e g g i oLL ,H a r i sG ·e ta 1 .B · g l u c o s i d a s e ,B —g a I a c t o s i d a s e ,f a m i l yA c e ) ) u ) a s e s ,f a m i ) yFx y ) a n a s e sa n dt w ob a d e y g l y c a n a s e sf r o mas u p e r f a m i l yo fe n z y m e s w i t ha8 - f o l da ,Ba r c h i t e c t u r ea n dw i t ht w o c o n s e r v e dg l u t a m a t e sn e a rt h ec a r b o x y · t e r m i n a l Ie n d so fB —s t r a n d sf o u ra n ds e v e n , F F B SL e t t .1 9 9 5 ( 3 6 2 ) :2 8 1 - 2 8 5 【3 】M o r a c c iM .N u c c iR ,F e b b r a i oF 。e t a 1 .E x p r e s s i o na n de x t e n s i v ec h a r a c t e r i z a t i O n o fab e t a —g l y c o s i d a s ef r o mt h ee x t r e m e t h e r m o a c i d o P h i I i ca r c h a e O ns u I f o I O b u s s o l f a t a r i c u si ne s c h e r i c h i ac o l i :a u t h e n t i c i t y o ft h er e c o m b i n a n te n z y m e .E n z y m eMJ c r o b “ r e c h n o l 。1 9 9 5 ,1 7 ( 1 1 ) :9 9 2 —9 9 7 【4 】P a r r yJ .D a v i dE ,e ta 1 .B i o c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o na n dm e c h a n i s mo fa c t i o no f at h e r m o s t a b l eB ·g l u c o s i d a s ep u r i f i e df r o m t h e r m o a s c u sa u r a n t i a c u s .B i o c h e mJ ,2 0 0 1 ( 3 5 3 ) :1 1 7 - 1 2 7 【5 】B h a t i aY ,M i s h r aS ,B i s a f i aVS .M i c r o b i a l8 - g l u c o s i d a s e s :C l o n i n g ·p r o p e r t i e s ,a n d a p p l i c a t i o n s .C r i t i c a lR e v i e w si nB i o t e c h n o l o g y , 2 0 0 2 ,2 2 ( 4 ) :3 7 5 - 4 0 7 【6 】F U k U d aK ,M Or iH ,O k U Y a m aM . I d e n t i f i c a t i o no fe s s e n t i a lI o n i z a b l eg o o u p sa n d e v a l u a t i o no fs u b s i t sa 衔n i t i e si nt h ea c t i v es i t e o fB - D —g l u c o s i d a s eF 1 f r o maS t r e p t o m y c e s s p .B i O S C i .B i o t e c h n o I ,B i o c h a m 。2 0 0 2 ,6 6 ( 1 0 ) :2 0 6 0 - 2 0 6 7 【7 】7H a k u l i n e nN ,P a a v i l a i n e nS ,K o r p e l aT 。 e ta 1 .T h ec r y s t a ls t r u c t u r eo fb e t a —g l u c o s i d a s e f r o mb a c i l l u sc i r c u l a n ss pa l k a l o p h i l u s ;A b i l i t y t of o r ml o n gp o l y m e r i ca s s e m b l i e s .J o u r n a lo f S t r u c t u r a lB i o l o g y ,2 0 0 0 ( 1 2 9 ) :6 9 - 7 9 [ 8 】K a w a iR ,Y o S h i d aM ,T a n i T , e ta I .P r o d U c t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no f r e c o m b i n a t i o np h a n e r o c a e t ec h r y s o s p o d u mB - g l u c o s i d a s ei nt h em e t h y l o t r o p h l i cy e a s tp i c h i a p a s t o r i s .B i o s c iB i o t e c h n o lB i o c h e m 。2 0 0 3 ,6 7 ( 1 ) :1 - 7 万方数据
展开阅读全文
  皮皮文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:β-葡萄糖苷酶的研究进展.pdf
链接地址:http://www.ppdoc.com/p-10914388.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@ 2008-2018 皮皮文库网站版权所有
经营许可证编号:京ICP备12026657号-3 

收起
展开