嗜糖假单胞菌麦芽四糖酶基因在地衣芽孢杆菌中的异源表达 .pdfVIP

食品与发酵工业FOODANDFERMENTATIONINDUSTRIES

DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.025483

引用格式:楼志华,刘翔,张劲楠.嗜糖假单胞菌麦芽四糖酶基因在地衣芽孢杆菌中的异源表达[J].食品与发酵工业,2021,47

(1):50-54.LOUZhihua,LIUXiang,ZHANGJingnan.Heterologousexpressionofmaltotetraose-formingamylasefromPseud-

omonassaccharophilainBacilluslicheniformis[J].FoodandFermentationIndustries,2021,47(1):50-54.

嗜糖假单胞菌麦芽四糖酶基因在地衣芽孢杆菌中的异源表达

1,2∗11

楼志华,刘翔,张劲楠

1(江苏省奥谷生物科技有限公司,江苏常州,213300)2(溧阳维信生物科技有限公司,江苏常州,213300)

摘要为了考察重组地衣芽孢杆菌的异源表达特性,进一步提高麦芽四糖酶的发酵水平,以适用于工业化生

产,研究构建了木糖诱导型的重组地衣芽孢表达系统,表达了来源于嗜糖假单胞菌的麦芽四糖酶基因,并进行了

初步发酵优化。结果显示,构建的表达系统经过核酸电泳以及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium

dodecylsulfate-polyacrylamidegelelectrophoresis,SDS)鉴定均正确,该系统在发酵过程中经过木糖诱导,重

组酶能够成功地分泌至发酵液中,然后通过对诱导剂添加时间、诱导温度和发酵时间优化后,摇瓶水平的最大酶

活力可达(168.2±9.41)U/mL。最佳的发酵条件为,在24h添加诱导剂,诱导温度30℃,发酵至稳定期结束停

止发酵。该研究为重组地衣芽孢杆菌的异源表达研究以及麦芽四糖酶的工业化应用提供了参考。

关键词麦芽四糖酶;地衣芽孢杆菌;嗜糖假单胞菌;发酵优化;异源表达;木糖诱导

麦芽四糖酶(glucan1,4-α-maltotetraohydro-则以地衣芽孢杆菌为宿主进行重组表达[8],并且在

lase),又名麦芽四糖淀粉水解酶,可以连续地催化淀

地衣芽孢杆菌发酵产相关淀粉酶方面形成了技术封

粉状多糖中非还原型末端麦芽四糖残基的水解,主要锁,因此导致国内纯化的麦芽四糖价格极高。地衣芽

产物为麦芽四糖[1]。而麦芽四糖因其独特的理化特孢杆菌是优良的食品安全级表达宿主,被美国FDA

性,一度被誉为最有希望的麦芽低聚糖[2],在食品加认定为食品安全级菌株(GenerallyRecognizedAs

Safe,GRAS)已有近40年的历史,而且该菌产酶能力

工行业有着广泛、重要的应用。

麦芽四糖酶基因主要来源于斯氏假单胞菌高,胞外蛋白分泌能力大约是枯草芽孢杆菌的2

(Pseudomonasstutzeri)和嗜糖假单胞菌(Pseudomonas倍[9]。然而,国内目前还未发现有关重组地衣芽孢

saccharophila),二者来源的麦芽四糖酶均为α构型。杆菌表达麦芽四糖酶的研究。

相比而言,嗜糖假单胞菌来源的麦芽四糖酶的热稳定本研究拟构建地衣芽孢杆菌表达系统,对来源于嗜

性和pH稳定性均较好,在40℃以下和pH5.5~11糖假单胞菌的麦芽四糖酶基因进行木糖诱导表达,通过

均能长时间保持稳定;在最适温度(55℃)、最适pH果聚糖合酶信号肽使麦芽四