探討真菌來源的木聚醣酶與阿拉伯醣苷酶之酵素特性及應用
學生姓名:
李旭傑
指導教授:
方翠筠
學 號:
10432043
學期:
104上
摘 要:
木質纖維素 (Lignocellulose） 存在於草本植物（Herbaceous crops）、木本植物 （Woody crop）、農業與森林廢棄物 （Agricultural and forestry residues） 等，其組成包括纖維素（Cellulose）、半纖維素 （Semicellulose）、木質素 （Lignin），是構成木質纖維素重量之主要組成，其水解酵素是木質纖維素轉化成產物或進一步利用的關鍵。阿拉伯木聚醣 (arabinoxylan) 為植物細胞壁中半纖維素的主要成分。木聚醣 (xylan) 是種異質多醣 (heteropolysaccharides)，需多種酵素方可完全降解。阿拉伯醣苷酶 (arabinofuranosidase) 移除阿拉伯木聚醣主鏈上之阿拉伯糖支鏈，而內切型木聚醣酶 (endo-β-1,4-xylanases) 降解木醣 (xylose) 主鏈間 β-1,4 醣苷鍵結。從 Trichoderma inhamatum 生產之兩種內切型木聚醣酶 (Xyl I 及 Xyl II)，以 SDS-PAGE 得 Xyl I 與Xyl II分子量分別為 19 及 21 kDa。在 50°C 下，Xyl I 在 pH 5.0-5.5；Xyl II 在 pH 5.5 時有最高活性。以 oat spelts xylan 及 birchwood xylan 為基質，Xyl I 的比活性分別為2680及 462 U•mg of protein-1，Xyl II 依序是 4553. 7及 1972.7 U•mg of protein-1；Xyl I 的 KM 分別為 14.5 及 1.6 mg•mL-1，Xyl II 的 KM 為 10.7 及 4.0 mg•mL-1。Aspergillus nidulans 表現 Penicillium funiculosum 之內切型木聚醣酶基因生產內生性內切型木聚醣酶 (endo-xylanase, XynC)，其分子量為 24 kDa，最適 pH 及溫度為 5.0 及 55°C，以 rye arabinoxylan 為基質測得 KM 和比活性為 0.9816% w/v 及 3542 U/mg。Chaetomium sp. 生產之 阿拉伯醣苷酶 經分離純化後，利用 SDS-PAGE測得分子量為 52.9 kDa，最適 pH 及溫度為 5.0 及 70°C，以 p-nitrophenyl (pNP) -α-L-arabinofuranoside 為基質測得 KM 和 比活性 分別為 1.43 mM 及 68.3 μmol min−1 mg−1 protein。把 Aspergillus niger 之阿拉伯糖酶基因轉殖至 A. nidulans 產生之阿拉伯醣苷酶 其分子量為 60 kDa，最適 pH 及溫度為 4.5 與 60°C，以 pNP-ara 為基質測得 KM 及 Kcat 為 2.08 mg mL-1 及 273.6 s-1。以 A. nidulans 表現 P. funiculosum 與 A. niger 基因生產之內切型木聚醣酶與阿拉伯醣苷酶共同作用降解甘蔗渣漿，經毛細管電泳 (capillary electrophoresis analysis) 分析得知可生產木寡醣益生質。因 A. nidulans 分泌胞外酵素的特性，以其作為基因轉殖模式生物可節省酵素純化之成本有利工業應用。
10432043-1-李旭傑-方翠筠教授.pdf