海洋新型α-淀粉酶AmyP优势降解大米生淀粉特性的研究
α-淀粉酶（α-amylase，EC.3.2.1.1）普遍分布在动物、植物和微生物中，是一种重要的淀粉水解酶，被广泛应用于淀粉加工、医药制造、食品制造、纺织品退浆、洗涤剂生产等行业，是应用最为广泛的酶制剂之一。在前期的工作中，我们从海洋宏基因文库中筛选到了一个糖化型的α-淀粉酶基因AmyP，并在大肠杆菌中实现了可溶性高表达，它与已知的淀粉酶的序列相似性低于20％，代表了糖苷水解酶GH13家族的一个新的亚家族GH13-37。
鉴于AmyP新颖的蛋白序列和进化地位，本研究尝试挖掘该酶新型的催化功能。通过研究发现，AmyP是生淀粉降解酶，在40℃，pH7.5的条件下，它能够降解陆地来源的各种生淀粉，例如大米，小麦，玉米，马铃薯，土豆，豌豆，绿豆等，但是却无法降解岩藻聚糖，海带多糖和卡拉胶等海洋中常见的糖类。在降解生淀粉方面，AmyP表现出两个显著的特性。其一，对大米生淀粉具有显著的偏好降解特性。其降解能力达到了118.5U/mg，显著的高于其它种类淀粉。其二，AmyP对大米生淀粉的降解速度非常快，当底物为1％大米生淀粉时，有效降解在2h之内完成;当底物为8％大米生淀粉时，在1h内完成降解，其中最快的有效降解仅为30min。AmyP的这种快速偏好降解大米生淀粉的特性在已知的α-淀粉酶中从未被发现过，这是首次报道。这种独特快速偏好的降解能力使AmyP在大米淀粉加工中可能具有巨大应用潜力。但是AmyP高效降解的维持时间较短，导致最终的水解效率并不是很高。分别从酶的稳定性、产物抑制和底物变化三个方面探索了原因。发现阻碍AmyP对淀粉进一步降解的原因在于底物，而且极可能是由于底物表面微观结构发生了不利于反应进行的变化。
这是在GH13-37家族中报道的第一个具有生淀粉降解特性的α-淀粉酶，并且这种对大米生淀粉快速偏好的降解特性在之前从未被报道过。对这个独特的催化特征的研究，不仅能加深人们对GH1337亚家族的了解，还将为AmyP应用于大米工业生产提供了可能性。
α-淀粉酶;AmyP基因;降解特性;大米生淀粉;催化功能
安徽大学
硕士
微生物学
彭惠
2013
中文
TQ925.1
49
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）