交替糖蔗糖酶在毕赤酵母中的重组表达、酶学性质及转化反应研究

交替糖作为一种新型功能性低聚糖具有良好的益生作用。交替糖在自然界中的含量较少，主要通过发酵法和酶法制备，但目前交替糖蔗糖酶(alternansucrase, ASR)活性较低成为制约交替糖应用的主要因素。为促进交替糖的应用，该研究合成了密码子优化后的交替糖蔗糖酶基因，将其首次在毕赤酵母GS115中成功重组表达。3 L发酵罐高密度发酵72 h结果显示，重组菌发酵上清液中ASR酶活力为34.5 U/mL,约是摇瓶水平的12倍，也是目前重组ASR的最高表达水平。酶学性质研究表明，重组ASR的最适pH和最适温度分别是pH 6.0和55℃,K_m和k_cat分别是31.97 mmol/L,0.36 s^-1。以蔗糖、蔗糖和麦芽糖等其他小分子糖为底物，在40℃, pH 5.5条件下利用重组ASR制备交替糖。将催化产物经薄层色谱初步分析，鉴定得出催化产物中生成了大量交替糖寡糖和交替糖多糖。该研究首次实现了交替糖蔗糖酶基因在毕赤酵母中高水平重组表达，并催化制备了交替糖，为ASR的异源表达及规模化制备交替糖提供了良好基础。