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黑曲霉β-葡萄糖苷酶的酶学特性研究

李晓东;周明;杨丽娜;夏伟;王俊;钱利纯

【摘要】研究黑曲霉β-葡萄糖苷酶的酶学特性,采用酶学研究方法,通过硫酸铵沉

淀、SephadexG-25脱盐和SephadexG-100纯化了β-葡萄糖苷酶,并进行了黑

曲霉β-葡萄糖苷酶的最适反应温度、最适pH、热稳定性、pH稳定性及米氏常数

等特性研究,采用SDS凝胶电泳测定了分子量.研究表明,β-葡萄糖苷酶的最

适反应温度为70℃、最适反应pH为4.5;在40、50和60℃下较稳定,80℃以上稳

定性差;β-葡萄糖苷酶在pH为3、7、8、9的缓冲液中的稳定性很差,在pH为4、

5、6的缓冲液中稳定性较好,其中在pH为5时,稳定性最好;酶的Km=41.67

mmol/L,Vmax=23.81U/L;其分子量为65.2ku.β-葡萄糖苷酶在饲料工业具有良

好的应用前景.

【期刊名称】《微生物学杂志》

【年(卷),期】2014(034)003

【总页数】5页(P14-18)

【关键词】黑曲霉;β-葡萄糖苷酶;酶学特性

【作者】李晓东;周明;杨丽娜;夏伟;王俊;钱利纯

【作者单位】安徽农业大学动物科技学院,安徽合肥230036;安徽农业大学动物科

技学院,安徽合肥230036;浙江大学动物科学学院,浙江杭州310058;浙江大学动物

科学学院,浙江杭州310058;浙江大学动物科学学院,浙江杭州310058;浙江大学动

物科学学院,浙江杭州310058

【正文语种】中文

【中图分类】Q93;Q814

β-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.2;beta-glucosidase)属于水解酶类，是纤维素酶系中的一

种，能水解芳基或烃基与糖基原子团之间的糖苷键生成葡萄糖。Liebig等(1837)

首次在苦杏仁中发现了β-葡萄糖苷酶，其后发现β-葡萄糖苷酶广泛存在于自然界

许多植物中。Bongon［1］、Masaru等［2］、Elias等［3］、汪大受［4］分

别从苦杏仁、葡萄、大豆、玉米、黑樱桃、水稻和大豆中分离纯化了β-葡萄糖苷

酶。微生物β-葡萄糖苷酶的研究主要集中在酵母、细菌、真菌等微生物［5］。微

生物中以木霉和黑曲霉的产量为最高，植物来源的β-葡萄糖苷酶活性一般比微生

物来源的酶活力要低［6］。现有资料表明，不同来源的β-葡萄糖苷酶酶学特性不

同，存在着较大差异，叶海梅等［7］发现米曲霉FZ58的β-葡萄糖苷酶的最适作

用温度为60℃，最适作用pH为5.0;朱凤妹等［8］、宋成程等［9］认为，黑曲

霉β-葡萄糖苷酶最适作用温度为55℃，最适作用pH为5.0;而孟宪文等［10］研

究发现乳酸菌β-葡萄糖苷酶最适作用温度和pH为40℃和6.0。β-葡萄糖苷酶在

饲料工业中可作为饲料添加剂，用于分解饲料中的结合型大豆异黄酮，提高畜禽的

生产性能。经β-葡萄糖苷酶水解，将不具活性的大豆异黄酮糖苷转化为活性苷元

才能被吸收，进而在体内发挥作用。由于大豆自身含有的内源性β-葡萄糖苷酶水

解活性不强(水解效率只有22%～29%)，添加足量的高活性酶(如苦杏仁和酵母中

提取β-葡萄糖苷酶)可使水解达到100%［11］。据YHPyo等研究发现，豆奶中

添加β-葡萄糖苷酶或接种产β-葡萄糖苷酶的微生物，都能够将豆奶及粉豆奶中生

物有效性较低的异黄酮糖苷高效转化为高活性的异黄酮苷元［12］。畜禽肠道不

同部位的pH存在差异，影响β-葡萄糖苷酶的活性;同时，饲料加工过程中的高温

处理也影响酶的活性。因此，研究黑曲霉β-葡萄糖苷酶的酶学特性有助于酶的推

广应用，为生产适合养殖业要求的β-葡萄糖苷酶提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

β-葡萄糖苷酶通过黑曲霉zju2发酵制得。

1.2方法

1.2.1粗酶液的提取及活性测定准确称取200g发酵干曲，溶于1000mLpH5.0

的缓冲溶液，摇床振荡4～6h，用4层纱布过滤。将浸出物在4℃、5000r/min

离心5min，弃固体杂质，得到的上清液即为粗酶液。对粗酶液的酶活和蛋白质含

量进行测定。

1.2.2硫酸铵分级沉淀准确量取粗酶液的体积后，将其置于盛有冰水混合物的磁力

搅拌器中，缓慢加入4℃预冷的(NH4)2SO4，使饱和度达到