小麦系统粉中阿拉伯木聚糖与β–木糖苷酶研究

小麦系统粉因其出粉部位不同导致不同系统粉的各项指标具有一定的差异。该文研究了面粉中阿拉伯木聚糖(AX)、β–木糖苷酶的分布规律,及其与系统粉理化、质构指标之间的相关性。AX含量和β–木糖苷酶活性在小麦胚乳中的分布都是由内到外逐渐增加的,即1B<2B<3B,1M<2M<3M。在ρ<0.01水平上,AX与灰分为极显著相关,AX与水分、拉伸阻力显著相关;β–木糖苷酶与AX、灰分均呈显著性相关。     

β-木糖苷酶的研究进展

可再生半纤维素的主要成分木聚糖降解为单体木糖的过程需要一系列酶的共同参与。内切木聚糖酶和木糖苷酶是该降解过程中最重要的两种酶。该文主要阐述了不同来源和种类的β-木糖苷酶之间的差异性,β-木糖苷酶研究方向的展望,以及在农工业资源再利用,食品添加剂,纤维饲料,饮料和造纸工业等方面的应用。为系统性地研究木聚糖酶系协同作用提供了参考,为在分子调控机制方面研究β-木糖苷酶的合成与表达提供方向,为工业化应用β-木糖苷酶提供指导。     

响应面法优化小麦麸皮内源性β–木糖苷酶提取条件

为提高小麦麸皮内源性β–木糖苷酶提取得率,该文采用响应面法对其提取条件进行优化,在单因素实验基础上,选择提取液pH、料液比、提取时间为自变量,以β–木糖苷酶的酶提取量为响应值,根据Box–Benhnken Design法设计响应面试验,进行显著性和交互作用分析,确定酶的最佳提取条件并进行验证,结果表明:提取液pH 4.93、料液比1∶9.85 g/mL、提取时间36.85 min为最佳提取条件,酶提取量为84.19 mU/g,与响应面拟合优化预测值非常接近。     

小麦麸皮内源性β-木糖苷酶的酶学特性

以硝基苯酚-木糖苷为底物,在底物浓度为1 mg／ml ,提取液pH值为5的条件下,测定了小麦麸皮内源性β-木糖苷酶的酶活力,并对4种小麦麸皮内源性β-木糖苷酶的酶学特性进行了比较。结果表明：不同品种小麦麸皮内源性β-木糖苷酶的酶活力不同,同种小麦的粗麸皮和细麸皮中的内源性β-木糖苷酶的酶活力也不同;细麸皮中β-木糖苷酶的酶活力均高于粗麸皮中β-木糖苷酶酶活力,粗麸皮中郑麦8998的β-木糖苷酶酶活力最大,细麸皮中花培8号小麦β-木糖苷酶酶活力最大;郑麦8998、花培8号、郑麦366、郑麦90234种小麦粗麸皮内源性β-木糖苷酶的最适反应温度分别为60、50、50和60℃;最适反应pH值均为5;花培8号和郑麦366两种小麦粗麸皮内源性β-木糖苷酶在20～50℃范围内,酶活力稳定性较好,而郑麦8998和郑麦9023两种小麦粗麸皮内源性β-木糖苷酶在20～60℃范围内,温度对β-木糖苷酶的酶活力影响较小;4种小麦粗麸皮内源性β-木糖苷酶在pH值为5～6时,酶活力稳定性较好;Ca2＋、Co2＋促进β-木糖苷酶的酶活力,而Ag＋对β-木糖苷酶的酶活力有较强的抑制作用。     

耐热β-木糖苷酶的构建及在木糖制备中的应用

β-木糖苷酶在完全快速降解木聚糖类半纤维素为木糖的过程中起重要作用.海栖热袍菌(Thermotoga maritima)是一个极端嗜高温厌氧细菌,所产耐热酶类具有非常可观的工业应用前景,但这类酶在大肠杆菌中的表达很低.采用基因重组技术将源自海栖热袍菌的具有阿拉伯糖苷酶活性的耐热β-木糖苷酶基因克隆至表达载体pET-28a,与组氨酸标签融合表达构建重组质粒pET-28a-xyl,然后转化不同大肠杆菌宿主,结果在大肠杆菌BL21-CodonPlus(DE3)-RIL中获得高效表达;重组酶蛋白经诱导表达、破胞和热处理后纯度在90%以上,经Ni2 亲和层析后达电泳纯;用HPLC和TLC检测酶解产物,β-木糖苷酶和木聚糖酶联合水解后,酶解产物主要为木糖,外加阿拉伯糖苷酶后能使其酶解产物中木糖含量明显提高.因此,具有阿拉伯糖苷酶活性的耐热β-木糖苷酶在木糖制备中具有重要的工业应用价值.     

小麦麸皮内源性β-木糖苷酶酶活测定及酶学性质

以PNP-β-xylopyranoside为底物确定小麦麸皮内源性β-木糖苷酶的酶活力测定条件,并对β-木糖苷酶的酶学性质进行研究。试验确定酶活测定条件为底物浓度1mg/mL,提取液pH 5。木糖苷酶的酶学性质:最适反应温度为60℃,在20~50℃时稳定性好,保温60min后其活力可保持在70%以上,最适pH值为5,在pH值5~6时对木糖苷酶的破坏力相对较小,保温60 min后其活力仍可保持在80%以上。动力学参数Km和Vmax分别为4.518mg/mL,0.392μmol/(min·g)。通过对4种小麦麸皮酶活力进行测定发现:细麸中的β-木糖苷酶活性均高于粗麸,粗麸中郑麦8998的木糖苷酶酶活最大,细麸中花培8号小麦木糖苷酶活性最大。     

微生物产β—木糖苷酶

<正>木聚糖是半纤维素的主要组成部分,广泛分布于高等植物的细胞壁中,是自然界中含量仅次于纤维素的第二大丰富的可再生资源,也是较容易提取、降解及利用的一类半纤维素资源。随着人类社会的高速发展,许多不可再生资源的过度利用已经造成了各种各样的问题。因此,对木聚糖这种大量可再生资源的研究和利用引起了全球的广泛关注。     

热稳定性α-阿拉伯糖苷酶/木糖苷酶的纯化

α 阿拉伯糖苷酶 /木糖苷酶对来源于被子植物的木聚糖类半纤维素的生物降解和转化是必不可少的。文中首次报道了国内对该酶的研究。α 阿拉伯糖苷酶 /木糖苷酶的基因工程菌在发酵罐中以LB为基质进行生长 ,以乳糖为诱导剂 ,所产生的α 阿拉伯糖苷酶 /木糖苷酶在 70℃热处理 3 0min后、经DEAE Sephacel阴离子柱层析、金属Ni2 + 的亲和层析等提纯步骤 ,达到了电泳纯 ,提纯倍数为 49 3倍 ,收率为 2 0 4%。SDS PAGE法测定α 阿拉伯糖苷酶/木糖苷酶的分子质量为 85ku ,与理论推算值相吻合     

基于序列比对分析木聚糖1,4-β-木糖苷酶结构差异和分子进化规律

木聚糖1,4-β-木糖苷酶（EC 3.2.1.37）是一种外切水解酶,近年来该酶在工业上的使用越来越广泛,目前对于木聚糖1,4-β-木糖苷酶结构的研究相对缺少。为了分析木聚糖1,4-β-木糖苷酶的进化关系以及结构差异,利用MEGA X 10.1.8进行木聚糖1,4-β-木糖苷酶基因序列多序列比对,构建系统进化树,结果分析显示木聚糖1,4-β木糖苷酶可分为两大类,从中筛选出12条代表性序列进行氨基酸序列多序列比对,发现只有15个较保守位点,在进化上呈现不保守的特点。利用生物信息学工具预测分析12条序列对应的酶的理化性质、信号肽,预测结果表明所有酶都表现为亲水性,有胞内与胞外两种分泌方式。利用Modeller 9.24以及Phyre 2进行三级结构建模,根据建模结果木聚糖1,4-β-木糖苷酶分为β-折叠桶、碗状结构、（α/β）8桶状结构三种代表性结构,利用分子对接辅助结合口袋大小计算,推测底物的大小对其特征结构的形态存在一定程度的影响。基于木聚糖1,4-β-木糖苷酶结构规律的研究,可以精确设计点突变,降低盲目性,获得需要的理化性质,为木聚糖1,4-β-木糖苷酶的改造提供生物信息学指导,其次为进一步的木聚糖1,4-β-木糖苷酶结构与功能关系研究提供基础,进一步拓宽对木聚糖1,4-β-木糖苷酶在食品、医药等领域应用。     

β-木糖苷酶型非淀粉多糖酶对小麦的体外酶解及消化研究

以灭活内源酶的小麦为原料,测定添加β-木糖苷酶和其他非淀粉多糖(NSP)酶后小麦的分解效果,并采用单胃动物仿生消化系统模拟猪的胃肠道消化过程,观察小麦中添加β-木糖苷酶型NSP酶消化率的变化。结果表明,分解小麦产生还原糖效果以β-木糖苷酶和NSP酶组最佳,β-木糖苷酶和木聚糖酶组次之,单独添加木聚糖酶组效果最差;当β-木糖苷酶添加量达到16U/g小麦时,与NSP酶结合产出的还原糖量可达到最高,为28.16mg/g,与空白不加酶组相比,还原糖提升68.52%,酶解效果显著。模拟动物胃肠道消化过程也发现,NSP酶中加入β-木糖苷酶可使小麦干物质消化率和能量消化率进一步增长0.4%和0.5%左右,但这种提高与β-木糖苷酶剂量高低无关。     

发芽状况对小麦面粉和面曲线的影响

对不同发芽状况的小麦面粉进行和面仪测定。结果表明，随发芽时间延长，和面时间缩短，峰高和７ｍｉｎ尾高降低，７ｍｉｎ尾宽变窄。弱面呼吸牙时间影响比强面筋品种敏感。     

连接肽对β-木糖苷酶HJ14GH43热适应性的影响

为揭示连接肽对β-木糖苷酶热适应性的影响机制,本文通过替换β-木糖苷酶HJ14GH43的连接肽序列获得突变子MutLK10,利用大肠杆菌BL21 (DE3)对其进行重组异源表达。表达后对MutLK10纯酶进行酶学特性和蛋白质结构分析。结果表明:突变酶MutLK10的最适温度为20 ℃,相比野生酶HJ14GH43降低5 ℃。突变酶MutLK10在20 ℃和10 ℃下处理60 min后分别保持约28%和69%的相对酶活,而野生酶HJ14GH43在20 ℃和10 ℃下处理60 min后分别保持约70%和88%的相对酶活。突变酶的最适温度和热稳定性与野生酶相比均降低。野生酶和突变酶的连接肽是位于蛋白质表面的一段无规则卷曲区域。蛋白质结构分析表明:突变后该区域内的负电势面积增大,由此带来的是该区域内亲水性的增加。结论:增大连接肽中的酸性氨基酸比例,使β-木糖苷酶通过增加表面负电势面积来竞争水合作用,从而增加酶与溶剂的相互作用并最终使酶能适应低温环境。本研究结果可为β-木糖苷酶及其它类型酶的热适应性改性研究提供参考。     

韭菜β-木糖苷酶的分离纯化与部分性质研究

新鲜韭菜经匀浆、缓冲液提取、硫酸铵分级沉淀、羧甲基离子交换层析(carboxymethyl-sephar ose,CMSepharose)再通过Su perdex-200凝胶过滤层析,从而获得电泳纯的β-木糖苷酶。该酶的比活力达到18.25 U/mg,纯化倍数为12.59,回收率为1.83%,分子质量为123.02 k D,亚基分子质量为61.51 k D。通过对β-木糖苷酶的酶学性质研究得到最适温度为65℃,最适p H值为4。该酶在25~55℃及p H 3.0~5.0的范围内有较好的稳定性;在最适条件下测得其米氏常数(K_m)值为0.28 mmol/L;甲醇、乙醇、异丙醇及十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)和Ag+对该酶具有抑制作用,Mn~(2+)和Co~(2+)对该酶具有一定的激活作用。     

草菇中木糖苷酶的分离纯化及其酶学性质

草菇(Volvariellavolvacea)在20L发酵罐中以稻草粉为基质进行培养,所产生的β 木糖苷酶(β 1,4 xylosidase,EC3.2.1.37)经硫酸铵沉淀、苯基 琼脂糖(Phenyl agarose)疏水性柱层析、DEAE Sephacel阴离子柱层析、TOSOHASS HW 5S分子筛过滤分离等提纯步骤,达到了电泳纯,提纯倍数为241倍,收率为14.5%.该酶反应的最适pH值为6.41～6.76,最适温度为55℃;在pH值5.78～7.68之间酶活力相对稳定,52℃的半衰期(t1/2)为1h.由凝胶过滤和SDS PAGE测得酶由4个亚基组成,酶的相对分子质量为2825000.在所测定的底物中,β 木糖苷酶仅对对硝基苯基 β D 木糖苷有专一性水解作用,其对对硝基苯基 β D 木糖苷水解的动力学参数Km值为2.4mmol/L,vmax为42μmol/(min·mg).该酶催化对硝基苯基 β 木糖苷水解将产物β 木糖反转成α 木糖.     

不同预处理方法对制备小麦麸皮低聚木糖的影响

以提高低聚木糖得率为目的,分别采用了超声波、微波和酸解三种方法对小麦麸皮木聚糖粗提物进行预处理,再利用木聚糖酶对其进行酶解.三种方法中以超声波法效果最好,所得酶解产物中主要成分为木二糖,其含量为67.70％,除此之外木三糖含量为4.74％,低聚木糖含量为82.44％.     

定点突变提高β-木糖苷酶Xln-DT的酶活

笔者在前期研究中已从嗜热菌Dictyoglomus thermophilum中克隆并异源表达了一种β-木糖苷酶Xln-DT,通过获得高酶活、酶学性质优异的β-木糖苷酶Xln-DT突变体,进而提高其在生物燃料、食品和医药等行业中的应用价值。基于提高比酶活的目的,通过生物信息学方法确定了β-木糖苷酶Xln-DT可突变的关键氨基酸位点,在161、202和231位点处分别引入HIS/LEU、PHE/LEU和TRP,获得Xln-DT比酶活明显提高的突变型酶Xln-DT-202PHE和Xln-DT-202LEU,并分析比较突变前后的酶学性质。突变型酶Xln-DT-202PHE和Xln-DT-202LEU的酶活较Xln-DT分别提高了3.28和2.97倍,比酶活分别提高了2.86和2.54倍。Xln-DT-202PHE和Xln-DT-202LEU的最适pH下降明显,由6.0分别下降至4.5和5.0。Xln-DT-202LEU在75℃下保温2 h酶活维持不变,较Xln-DT在75℃下的温度稳定性相比有明显提高。Xln-DT-202PHE和Xln-DT-202LEU在pH 4.0～7.0的范围内保温24 h,仍能保持80%以上的剩余酶活力。突变型酶不但显著提高了酶的活力,而且热稳定性得到了极大的改善,为其在食品热加工等领域中的应用奠定了基础。     

小麦面粉中阿拉伯木聚糖酶解性质的研究(Ⅱ)水不溶性阿拉伯木聚糖的酶解

利用湿筛法从小麦面粉中提取水不溶性阿拉伯木聚糖 (WUAX)进行酶解试验。对于单纯的WUAX体系 ,在较高的木聚糖酶水平下 ( 1.0× 10 - 3酶 /底物 )作用 1h ,WUAX可显著降解 ;降低酶用量 ( 0 .1× 10 - 3 酶 /底物 ) ,WUAX的酶解程度下降 ,并在反应初期表现出粘度变化的复杂性。对于 (WEAX WUAX)复合体系 ,WEAX的存在使WUAX的酶解增溶程度下降。在 0 .1× 10 - 3 的酶用量不同作用时间下 ,单纯体系比复合体系的增溶程度高 10 %～ 2 0 % ,而WEAX的降解则基本不受共存WUAX的影响。由(WEAX WUAX)的凝胶过滤图谱可知 :WUAX中亦含有糖蛋白 ;随酶解程度的进行 ,WEAX显著降解 ,糖蛋白有部分降解     

嗜热拟青霉木糖苷酶的性质及其与木聚糖酶的协同作用

嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18利用玉米芯能产胞外木糖苷酶,通过(NH_4)_2SO_4沉淀、DEAE-52离子交换层析及Q-琼脂糖凝肢-FF(QSFF)离子交换层析从上清液纯化得到了电泳纯的木糖苷酶,纯化倍数为31.9倍,回收率为2.27%。SDS-PAG E及Superdex-75凝胶过滤层析测定木糖苷酶的分子量分别为53.5 ku和51.8 ku。该酶最适温度及pH分别为55℃和pH 6.5。木糖苷酶能够水解木二糖和低聚木糖但不能水解木聚糖,水解低聚木糖的相对速率随聚合度增加而增加。该酶对木糖的抑制常数Ki值为139 mmol/L,具有很高的木糖耐受性。木糖苷酶与内源木聚糖酶一起水解木聚糖产生更多的还原糖,表现出协同作用。