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阿魏酸酯酶(EC3.1.1.73)在半纤维素完全降解过程中有着重要的作用,其主要功能是催化水解植物细胞壁中阿魏酸与多糖之间的酯键,释放出阿魏酸。阿魏酸具有良好的应用价值,可作为天然抗氧化剂、食品防腐剂和抗菌剂等。此外,阿魏酸酯酶在医药、造纸、食品、饲料和生物能源等领域彰显广阔的应用前景,使其备受关注。但目前天然的菌株存在表达量低、酶催化活性低等缺点,限制了阿魏酸酯酶在工业中的应用与推广。本研究拟通过基因工程和分子生物学技术,高效获得性质优良的阿魏酸酯酶。设计引物FAE-F和FAE-R,以A. usamii E001总RNA为模板进行RT-PCR和巢式PCR,扩增出编码阿魏酸酯酶A的成熟肽基因(AufaeA),该序列长度为783bp,编码260个氨基酸。构建重组表达载体pPIC9K-AufaeA,用SacⅠ线性化后,通过电击转化将其整合入P. pastoris GS115基因组中。经G418和摇瓶筛选得到一株高产酶活的重组酵母,1%甲醇诱导表达72h后,以阿魏酸甲酯为底物,测得重组阿魏酸酯酶(reAuFaeA)的酶活为7.05U/mL。利用(NH4)2SO4沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析、超滤和SephadexG-75凝胶过滤层析,将reAuFaeA粗酶液进行分离纯化。SDS-PAGE电泳分析显示,纯化后的reAuFaeA为单一条带,其表观分子量约为36.0kDa。酶学特性分析结果表明,reAuFaeA的最适作用温度为45℃,并在45℃以下保持稳定;最适作用pH为5.0,在pH4.0-6.5范围内较稳定;所有测定的金属离子及EDTA对reAuFaeA的酶活性影响不大;reAuFaeA对阿魏酸甲酯的Km和Vmax值分别为4.64mM和115.5U/mg。当70U reAuFaeA单独作用于稻草、小麦麸皮和玉米芯时,可分别释放1.9%、7.4%和5.6%的阿魏酸。当于反应体系中加入120U reAuXyn10A或reAuXyn11A时,小麦麸皮阿魏酸的释放率明显升高,分别是reAuFaeA单独作用时的1.69和2.85倍,说明双酶之间存在良好的协同作用,且reAuXyn11A的促进作用优于reAuXyn10A。在单因素实验的基础上,进行正交实验获得了reAuFaeA和reAuXyn11A协同降解小麦麸皮,高效释放阿魏酸的最佳工艺条件:reAuFaeA添加量为56U,reAuXyn11A添加量为600U,反应温度和时间分别为42℃和12h,在此条件下,阿魏酸释放率达到43.7%。采用大孔树脂初步分离纯化酶解产物阿魏酸,并对其进行体外抗氧化验证,结果表明阿魏酸有着良好的体外抗氧化活性。