饲料所在多聚半乳糖醛酸酶催化机制方面取得重要进展
近日，从中国农业科学院饲料研究所获悉，由姚斌研究员领衔的饲用酶工程创新团队在多聚半乳糖醛酸酶催化机制方面取得重要进展。研究基于嗜热真菌（菌株名Achaetomium sp. Xz8）来源的高比活内切多聚半乳糖醛酸酶晶体结构，以活性T3环状连接区（loop区）为研究靶点，系统研究环状连接区上底物结合位点、二级结合位点和非活性位点对酶催化效率的影响，进而揭示了活性环状连接区在酶催化过程中的作用。所获得的突变体较野生酶相比，催化效率提高了一倍，达到58000 U/mg。为工业应用提供了良好的素材。
据悉，多聚半乳糖醛酸酶是果胶酶系中研究和应用最为广泛酶种，广泛分布在高等植物和微生物中，对植物细胞壁扩展和组织成熟等过程起着重要的作用。由于果胶酶能有效降解果胶类物质，就目前市场状况而言，果胶酶占全球工业酶制剂行业的7.5%，食品酶市场的40%，并保持在10-15%的增长率。多聚半乳糖醛酸酶在食品、饲料、纺织、造纸等行业有广泛的应用，在以纤维素和果胶为主要碳水化合物的水果果汁中添加多聚半乳糖醛酸酶，可有效降低果汁的粘度，提高果汁透光率。但目前工业多聚半乳糖醛酸酶普遍存在比活低和应用工艺复杂等缺陷。为了解决这一行业性瓶颈问题，饲用酶工程创新团队基于蛋白结构对酶分子进行改良，旨在提高多聚半乳糖醛酸酶的催化效率，构建高效表达和分泌的基因工程菌株，获得高比活的多聚半乳糖醛酸酶，为工业应用提供酶学性质优良、高产低廉的多聚半乳糖醛酸酶。
相关研究成果发表在院选核心期刊《应用环境微生物(Applied and Environmental Microbiology)》、《公共科学图书馆(PLoS ONE)》、《加工生物化学Process Biochemistry》和《食品化学(Food Chemistry)》等期刊上。
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