普魯蘭酶（pullulanase,EC 3.2.1.41）,最早由Bender和Wallenfels在產(chǎn)氣氣桿菌（Aerobacter aerogenes）的培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),因其能水解普魯蘭多糖而得名。它可以特異性水解普魯蘭多糖、淀粉及支鏈淀粉等分支多糖中的α-1,6-糖苷鍵。這一特性使得普魯蘭酶在淀粉水解相關(guān)的工業(yè)過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用。其中,普魯蘭酶最主要的應(yīng)用方式是用于淀粉的糖化過(guò)程,其工業(yè)應(yīng)用條件為pH 4.5-5.5,溫度55-65℃甚至更高,持續(xù)作用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)48-60 h。大多數(shù)已報(bào)道的I型普魯蘭酶無(wú)法適應(yīng)這一工業(yè)條件,有些酶耐熱性差,有些酶在pH 5.5或pH更小的條件下酶活很低,甚至?xí)Щ睢＜词故巧虡I(yè)化的B.acidopullulyticus普魯蘭酶也存在明顯短板,其在60℃時(shí)的半衰期僅有34.9 min,沒有足夠強(qiáng)的耐熱性。為此,本研究以獲得性能優(yōu)良的普魯蘭酶為目標(biāo),結(jié)合已有普魯蘭酶的序列信息對(duì)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中潛在的普魯蘭酶序列進(jìn)行挖掘。對(duì)挖掘到的三個(gè)潛在普魯蘭酶序列在大腸桿菌中進(jìn)行了重組表達(dá),重組酶經(jīng)分離純化后進(jìn)行了酶學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。綜合評(píng)價(jià)三個(gè)普魯蘭酶的酶學(xué)性質(zhì)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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普魯蘭多糖的結(jié)構(gòu)

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第一章緒論2圖1-2普魯蘭多糖水解酶的作用方式及對(duì)應(yīng)產(chǎn)物Fig.1-2Hydrolysisofpullulanwithdifferentpullulan-hydrolyzingenzymes1.1.2普魯蘭酶的定義及分類普魯蘭酶（pullulanase，EC3.2.1.41），最早由Bender和Wallenfels在產(chǎn)氣氣桿菌（Aerobacteraerogenes）的培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，因其可以水解普魯蘭多糖而得名(WALLENFELSetal.,1966)。隨后，他們又對(duì)該酶進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明該酶既可以特異性催化普魯蘭多糖中α-1,6-糖

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第一章緒論4圖1-3淀粉轉(zhuǎn)化過(guò)程示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofstarchconversionprocess在傳統(tǒng)的葡萄糖生產(chǎn)過(guò)程中，糖化階段僅加入糖化酶。液化淀粉在糖化酶的作用下，從非還原端開始，α-1,4-糖苷鍵逐一斷裂，釋放出葡萄糖。對(duì)于糖化過(guò)程而言，糖化酶主要存在兩方面不足：○1糖化酶水解α-1,6-糖苷鍵的速率極低，僅為α-1,4-糖苷鍵水解速率的1/50(HIIetal.,2012)；○2糖化酶也會(huì)催化逆向反應(yīng)，可催化葡萄糖分子合成麥芽糖或異麥芽糖，而生成的異麥芽糖無(wú)法繼續(xù)被水解(GUZMáN-MALDONADOandPAREDES-LóPEZ,1995;SHIRAISHIetal.,1985)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，糖化階段僅加入糖化酶，因其對(duì)于α-1,6-糖苷鍵的水解速率極低，所以往往會(huì)加入相對(duì)較大劑量的糖化酶或者延長(zhǎng)酶作用時(shí)間。但是這樣又會(huì)促進(jìn)糖化酶的逆向催化作用，生成相對(duì)較多的異麥芽糖，從而使得葡萄糖的得率和純度降低(CRABBandSHETTY,1999;HASSANetal.,1998)。在傳統(tǒng)的麥芽糖生產(chǎn)過(guò)程中，糖化階段僅加入β-淀粉酶。β-淀粉酶以麥芽糖基作為最小識(shí)別單元，從非還原端開始，逐一切割α-1,4-糖苷鍵，釋放出麥芽糖。但是β-淀粉酶無(wú)法水解α-1,6-糖苷鍵，所以當(dāng)β-淀粉酶作用于部分水解的支鏈淀粉時(shí)，隨著水解程度的不斷加深，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的無(wú)法繼續(xù)被水解的β-極限糊精，如圖1-4(NORMAN,1982;TESTERandQI,2011)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，糖化階段僅加入β-淀粉酶，因?yàn)棣?1,6-糖苷鍵的存在，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量無(wú)法水解的β-極限糊精，使得麥芽糖的產(chǎn)量和純度都降低。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]不同DNS試劑測(cè)定木糖含量的研究[J]. 王俊麗,聶國(guó)興,曹香林,張建新,張朋飛.  食品研究與開發(fā). 2010(07)
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博士論文
[1]普魯蘭酶的產(chǎn)生菌篩選及其表達(dá)與分泌調(diào)控[D]. 陳文波.江南大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3522327