【摘 要】
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纤维素酶作为一种重要的糖苷水解酶,在生物质能源生产、饲料、造纸、洗涤和纺织领域都有着非常广泛的应用.粗糙脉孢菌来源的GH45家族内切纤维素酶基因(ncGH45)全长935 bp,包
【机 构】
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天津科技大学生物工程学院,教育部工业发酵微生物重点实验室,天津300457;中国科学院天津工业生物技术研究所,中科院系统微生物工程重点实验室,天津300308
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纤维素酶作为一种重要的糖苷水解酶,在生物质能源生产、饲料、造纸、洗涤和纺织领域都有着非常广泛的应用.粗糙脉孢菌来源的GH45家族内切纤维素酶基因(ncGH45)全长935 bp,包含一个53 bp的内含子(339-391),编码272个氨基酸,包括一个N-端的GH45家族催化结构域和C-端的1家族碳水化合物结合结构域.该基因在毕赤酵母中得到了分泌表达,且表达蛋白条带单一,酶活性达到20 U/mL.重组酶rNcGH45的最适pH为4.5 ～ 5.0,最适温度为60～65℃,并且在较宽的pH范围(pH 4.0～8.0)和温度范围(30～ 70℃)都能维持75％以上的酶活.在37℃和50℃,pH 3.0～11.0都有着非常好的稳定性;该酶的热稳定性非常好,在70和80℃处理2h还能剩余89.6％和77.7％的酶活,即使在沸水中煮10 min还能剩余10％的酶活.rNcGH45的最适底物是地衣多糖(1 116.0 U/mg),其次是大麦葡聚糖(754.2 U/mg)和CMC-Na(254.6 U/mg),对大麦葡聚糖和CMC-Na的动力学常数Km和Vmax分别为6.26 mg/mL和997.4 μmol/mg· min,19.96 mg/mL和722.1 μmol/mg·min.水解产物分析结果表明,rNcGH45对多糖的水解产物主要是纤维五糖,对寡糖的最小作用底物是纤维三糖,而对纤维二糖没有作用.对纺织品脱毛实验的结果表明,酶的添加量为10 U时,减量率为1.55％.上述结果表明成功构建了rNcGH45高效表达工程菌株,表达的重组蛋白性质优越,有着良好的工业应用前景.
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