適熱性重組木聚糖酶的特性及應用
學生姓名:
劉倚君
指導教授:
方翠筠
學期:
111下
摘 要:
木聚糖為地球上僅次於纖維素的多醣，而木聚糖酶可水解木聚糖的 β-1, 4-D-糖苷鍵，產生木聚寡糖 (xylooligosaccharide, XOS) 和木糖，但木聚糖酶的耐熱性較差，尤其是 GH10 家族，因此本次報告研究目的為透過重組木聚糖酶獲得耐熱性較佳的酵素，首先將新型木聚糖酶基因於大腸桿菌 BL21 (DE3) pLysS 表現(xynM1); Bacillus amyloliquefaciens 的木聚糖酶 A 基因轉殖至 pCold-I 形成重組木聚糖酶 A (rxynApC); Geobacillus vulcani GS90 經選殖、培養及純化後獲得新型木聚糖酶 (GvXyl)。 結果顯示，三個重組木聚糖酶以櫸木木聚糖作為基質時相對活性最高，而 xynM1 於 pH 7 和 80oC 時具最高相對活性，在金屬離子中Mn2+ 活性最佳，因 xynM1 為內切酶，與基質作用後產生聚合度 2-6 的木聚寡糖，產量為 24% 至 32%。 rxynApC 於 pH 8、70°C 和 Zn+2 的環境下有最大相對活性，且熱穩定性極限溫度為 93.33°C，其催化位點包含四個重要的胺基酸為Tyr166、Gly7、Try69 和 Arg112。 GvXyl 純化後回收率為 68% 且純化濃縮至 3.88倍，其於 pH 8、55°C 和 Mn2+ 的環境下活性最佳，此外，熱穩定性分析顯示在90°C 下 120 分鐘，酵素活性仍具 60% 的相對活性，而將 GvXyl 應用於果汁中，蘋果汁和柳橙汁的產量分別增加 21.74% 和 12.12%，澄清度分別增加36.44%T 和 17.74%T，還原糖分別增加 8.01% 和 7.56%。 綜上所述，具耐高溫且耐酸鹼的酵素特性，於食品加工和工業發展的應用具有相當大的優勢，為具潛力之木聚糖酶。
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