褐藻胶裂解酶的研究进展
褐藻胶裂解酶基因alyB的重组表达及性质研究
褐藻胶裂解酶alyB基因的重组表达及其性质研究摘要褐藻胶裂解酶是通过β-消去机制降解褐藻胶，它不但作为工具酶用于褐藻寡糖的制备，而且本身具有一定的药用价值。
然而，由于褐藻胶裂解酶分离纯化困难以及酶活性低等原因，迄今为止没有一种产业化的褐藻胶裂解酶。
因此，寻找高活力的新褐藻胶裂解酶具有重要的理论意义和明确的应用前景。
本文利用pET24a（+）建立了alyB的高效表达载体，在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了重组表达。
重组AlyB用DEAE Sepharose Fast Flow柱离子交换层析纯化为电泳纯，其分子量通过SDS-PAGE电泳分析为35.6 kDa，与其理论分子量一致。
重组AlyB反应最适pH值为7.5，最适反应温度为40℃。
AlyB在60℃100mM PB (pH7.5)中保存1h后，会失去约90%的活性。
Ba2+、Mg2+、K+、(NH4)2SO4和EDTA显著地增强AlyB的活性。
关键词：褐藻胶裂解酶；重组表达；性质The expression and Characterization of Gene alyBencoding Alginate LyaseAbstractAlginate lyase degrades alginate through beta-elimination mechanism. It is not only a tool for the preparation of alginate oligosaccharides, but also has some medicinal value. However, because of difficulties in purification of alginate lyase and its low activity, none of the industrialized alginate lyase is found so far . Therefore, search for new highly dynamic alginate lyase has important theoretical value and specific prospect. Using pET24a（+）as an efficient expression vector of alyB, the recombinant gene is expressed in E. coli BL21 (DE3).The recombinant AlyB is purified to electrophoretic homogeneity by DEAE Sepharose Fast Flow chromatography, and the molecular weight of AlyB is estimated to be 35.6 kDa by SDS-PAGE, consistent with its theoretical molecular weight. AlyB exhibites optimum pH at 7.5 and optimum temperature at 40℃. After preserved for 1h at 60℃in 100mM PB (pH 7.5), AlyB loses about 90% of its activity. Ba2+, Mg2+, K+, (NH4)2SO4 and EDTA significantly enhance the activity of AlyB.Key words ：Alginate lyase Expression Characterization目录第一章引言 (4)1、褐藻胶 (4)1.1 褐藻胶的基本结构 (4)1.2 褐藻胶的来源 (5)1.3 褐藻胶寡糖及褐藻多糖生物活性研究 (5)1.4 褐藻多糖在细菌生物膜中的生物功能 (6)2、褐藻胶裂解酶 (7)2.1 褐藻胶裂解酶的来源 (7)2.2 褐藻胶裂解酶的底物特异性 (8)2.3 褐藻胶裂解酶的分类 (8)2.4 褐藻胶裂解酶的作用机制 (9)2.5 褐藻胶裂解酶的活性测定方法 (9)2.6 褐藻胶裂解酶的生物学功能 (10)2.7 褐藻胶裂解酶的应用 (11)3、小结 (12)第二章褐藻胶裂解酶AlyB的制备及分离纯化 (13)1、实验材料 (13)1.1菌株与培养基 (13)1.2 试剂 (13)1.3 仪器 (13)2、实验方法 (14)2.1 AlyB的制备 (14)2.2 AlyB的纯化 (14)2.2.1 硫酸铵沉淀 (14)2.2.2 DEAE Sepharose Fast Flow柱离子交换层析 (14)2.3 酶活的紫外吸收法测定 (14)3、结果 (15)3.1 AlyB分离纯化 (15)3.1.1 硫酸铵沉淀 (15)3.1.2 DEAE Sepharose Fast Flow柱离子交换层析 (15)3.2 褐藻胶裂解酶AlyB的性质分析 (15)3.2.1 温度对酶活性的影响 (15)3.2.2 pH对酶活性的影响 (16)3.2.3 EDTA、金属离子对酶活性的影响 (16)4、讨论 (17)参考文献 (19)第三章致谢 (22)第一章引言近年来，伴随着海洋热，越来越多的人开始关注海洋，尤其关注海洋药物的开发及研究。
褐藻胶裂解酶及其裂解产物的研究进展
食品研究与开发２００６．Ｖｏｌ．２７．ＮＯ．１１褐藻胶是褐藻酸盐、褐藻酸及其衍生物的统称，是从海带、马尾藻、巨藻等褐藻间质中提取的多糖聚合物。
主要由１，４－β－Ｄ－甘露糖醛酸（Ｍ）及其Ｃ５差向异构体１，４－α－Ｌ－古罗糖醛酸（Ｇ）两种糖醛酸单体聚合而成。
聚合方式有四种：可以由多聚β－Ｄ－甘露糖醛酸（ＰｌｏｙＭ）或多聚α－Ｌ－古罗糖醛酸（ＰｌｏｙＧ）构成均聚物，也可以由ＭＧ交替（ＰｏｌｙＭＧ）或Ｍ、Ｇ以不同比例随机构成杂聚物［１］。
近年来，褐藻胶的开发利用引起了人们广泛重视，对褐藻胶裂解酶及其降解产物的研究成为热点。
本文就这两方面作较为详细的总结与阐述。
１褐藻胶裂解酶１．１来源褐藻胶裂解酶主要有三个来源：第一类是动物源的褐藻胶裂解酶，包括海洋软体动物和棘皮动物等。
１９８４年，国内的朱仁华等［２］从朝鲜花冠小月螺、单齿螺和褐疣荔枝螺３种海螺中分离得到褐藻胶裂解酶的粗酶提取液，用粘度法测定了酶活力，尤以朝鲜花冠小月螺的分解活性最高。
１９８７年，Ｋｌｏａｒｅｇ等［３］从海兔内脏中制备出褐藻酸酶，用于墨角藻合子的去壁，制备出了原生质体。
１９８９年，Ｙａｍａｇｕｃｈｉ等［３］从海螺、鲍的内脏中制备出褐藻解壁酶，用于某些褐藻的细胞解离。
第二类是植物源的褐藻胶裂解酶，包括巨藻、泡叶藻、掌状海带、克氏海带等海藻。
１９６６年，ＬｉｎＹ．Ｔ．等［４］从海洋褐藻ＦｕｃｕｓｇａｒｄｎｅｒｉＳｉｌｖａ中分离提纯出褐藻酸酶。
１９９９年，Ｋｒａｉｗａｔｔａｎａｐｏｎｇ等［５］自腐败海藻ｋｏｍｂｕ中分离出一株褐藻胶酶高产菌Ｎ－１，并对其降解酶基因进行了克隆和测序。
第三类是微生物源的褐藻胶裂解酶，包括海洋细菌、土壤细菌和真菌等。
１９８４年，Ｊｅｆｆｒｅｙ等［６］以褐藻酸钠为惟一碳源，从土壤和海水中分离出产生褐藻酸裂解酶的芽孢杆菌，胞外酶表现出明显的内切甘露糖醛酸裂解酶性质，酶的分子量约为４０ｋＤ。
２００１年，Ｉ－ｗａｍｏｔｏ［７］等人研究发现埃氏别单胞菌（Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓｓｐ．）可以产生一种褐藻酸胞内裂解酶，分子量为３３．９ｋＤ，ｐＩ为３．８，在ｐＨ７．５￣８．０时，具有最高活性。
褐藻酸裂解酶的结构、性质及应用
褐藻酸裂解酶的结构、性质及应用Hee Sook Kim，Choul-Gyun Lee and Eun Yeol Lee摘要褐藻胶是一种线性多糖，由β-D-甘露糖醛酸（M）与其差向异构体α-L-古洛糖醛酸（G）通过1，4糖苷键连接形成不同的结构。
褐藻酸裂解酶因其高粘度及凝胶作用可作为一种食品添加剂来改善食品的质地。
该酶可以通过β-消除机制裂解糖苷键来降解褐藻胶，产生一个具有非还原末端的结构。
褐藻寡糖已被发现具有促进人内皮细胞生长以及巨噬细胞细胞因子释放的作用。
褐藻胶可以通过褐藻酸裂解酶的内切及外切作用，降解为含有不饱和键的单糖。
因此，在不久的将来，褐藻酸裂解酶有潜力作为生物催化剂，以褐藻胶作为可再生资源生产生化试剂及生物燃料。
本文介绍了不同的褐藻酸裂解酶的结构、功能并对褐藻酸裂解酶的应用前景进行了讨论。
关键词褐藻胶；褐藻酸裂解酶；褐藻寡糖；不饱和单糖1 介绍褐藻胶是一种线性多糖，其中其中β-D-甘露糖醛酸（M）与其差向异构体α-L-古洛糖醛酸(G)通过1.4糖苷键按照不同顺序连接而成，其中α-L-古洛糖醛酸是β-D-甘露糖醛酸的C5异构体。
这两种糖醛酸可以形成聚甘露糖醛酸和聚古洛糖醛酸以及甘露糖醛酸与古洛糖醛酸的随机聚合物。
褐藻胶在自然界存量丰富，其作为藻类植物的组成成分，占到了藻类植物干重的44%。
一些细菌也可以合成褐藻胶。
目前，褐藻胶主要用作食品添加剂来改变食物的质感，也被用作固定细胞及组织的介质。
商品级的褐藻胶可通过从海洋大型藻类中提取的方式生产。
褐藻酸裂解酶通过β-切割糖苷键来降解褐藻胶，生产多种以不饱和糖醛酸作为非还原末端的寡糖以及不饱和糖醛酸单体。
多种褐藻酸裂解酶已从海藻、海洋无脊椎动物、海洋及部分土壤微生物中分离得到。
褐藻酸裂解酶可以依据底物特异性分为PM特异性、PG特异性、PMG特异性。
对于相应的底物特异性，褐藻酸裂解酶具有内切酶与外切酶两种活性。
褐藻寡糖已经显现出许多引人注目的生物活性，它可以促进人内皮细胞的生长以及巨噬细胞细胞因子的释放。
褐藻胶裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶学性质
褐藻胶裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶学性质汪立平，刘玉佩，孙晓红，赵勇(上海海洋大学食品学院，上海201306)摘要：作者从蜡样芽孢杆菌F1—5—10中提取D N A，通过PC R克隆得到褐藻胶裂解酶基因后，将其构建到pE T一30a(+)上并在大肠杆菌B I。
2l菌株中进行高效诱导表达。
继而对纯化得到的褐藻胶裂解酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。
实验结果表明：PC R扩增出1035bp大小的褐藻胶裂解酶基因al gl(G e nB a nk登录号：G U585575)，SD孓PA G E电泳结果显示出相对分子质量约为45ooO的特异性蛋白质条带。
表达条件优化实验结果表明O。
4m m ol／L浓度的I P T G32℃诱导4h重组蛋白的表达量最高，约占菌体总蛋白质质量的36％。
测定褐藻胶裂解酶酶活性，酶活力为11．7U／m g。
酶学性质研究表明：A LG L的酶活最适温度为35℃，热稳定性较差，最适pH值为6．6，C a”、M92对酶活有激活作用，A I。
G I。
催化褐藻胶的K。
值为1．89m g／m L，V。
为15．0l U／m L。
关键词：褐藻胶裂解酶；蜡样芽孢杆菌；原核表达中图分类号：Q78文献标志码：A文章编号：1673一1689(2012)02—189一06E xpr es s i on of A l gi nat e l yas e G ene i n E．cD Z f andC har act er i zat i on of t he E nzym eW．A N G Li一户i，29，L J【，Y k一夕Pi，SU N X i口。
一^o，zg，Z H A O Y b咒g(C onegP of Fo od S c i e nce and Tec hn0109y，Shangh a j()c e an U ni ve r s i t y，S hanghaj201306，C hi na)A bs t m ct：T he臼ZgZ gene(G enB ank ac ces si on num ber：G U585575)e ncodi ng al gi nat e l yase(A LG L)f r om B口fi ZZ比s f e，．P“s Fl一5—10w as cl oned i nt o t he ve ct o r pE T一30a and expr ess ed i nE s c^Pr i f^i口f D Zi B L21i n t hi s s t udy．T he opt i m um e xpr e s si on condi t i ons of al gl i n．E．fD￡i w ass t udy and l i st ed as f ol l ow s：t he conc ent r at i on of I PT G O．4m m ol／L，expr es s i on t i m e4h，ande xpr e s si on t em per at ur e32℃．U nder t he opt i m um condi t i。
海洋弧菌褐藻胶裂解酶的分离纯化及性质
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生物化学与生物物理学报
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海洋弧菌褐藻胶裂解酶的分离纯化及性质
宋 凯 于文功 3 韩 峰 韩文君 李京宝
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Ταβλε 3 Συβστρατε σπεχιφιχιτψ οφ αλγινατε λψασε φρο µ ς ιβριο σπ . ΘΨ101
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生的褐藻胶裂解酶对两种底物具有相同的活性 表
为一个酶活
力单位 ∀
温度对酶活性的影响 酶液分别在 ε !
ε ! ε ! ε ! ε ! ε ! ε ! ε 下保温
迅速冷却至 ε 紫外吸收法测定酶活性 同
时 分别测定酶液在不同温度下的活性 以确定酶
反应的最适温度 ∀
对酶活性的影响 缓冲液体系为
° 2柠 檬 酸
∗
°2
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∗
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∗
甘氨酸2
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∀酶分
别溶于上述缓冲液中 ε 保温
Ταβλε 1 Α συ µ µ αρψ οφ αλγινατε λψασε πυριφιχατιον (φρο µ 4 .0 Λ χυλτυρε)
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褐藻胶降解过程及链剪切模型的研究
褐藻胶降解过程及链剪切模型的研究佳薇1,陈静静1,1,"12（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.江南大学食品安全国际联合实验室，江苏无锡214122）摘要：利用多角度激光光散射检测器(GPC-MALLS)研究了褐藻胶裂解酶(alginate lyase&和纤维素酶(Cellulase)一步法和分步法降解方式下褐藻胶产物相对分子质量参数的变化，分析并确定了链剪切模型及低相对分子质量褐藻胶降解条件。
结果表明Cellulase无法单独作用于褐藻胶。
alginate lyase表现为多次剪切模型和中央剪切模型,alginate lyase分步降解法(iA)提高了酶利用率。
alginate lyase降解条件：一步法反应控制在2h内，分步法控制在5h内，酶添加量为2.56-10.24U/mg o分步法中进一步探究了alginate lyase和Cellulase的协同作用，加酶间隔时间为0min(iACS) ,30min(iACM),60min(iACE)。
结果表明:alginate lyase主要作用于M C!1x105的相对分子质量组分‘Cellulase主要作用于1x104~1x105的相对分子质量组分。
iACE法中产物PDI保持稳定且无限趋近于2,呈现出随机剪切模型。
iACS和iACM法中使产物相对分子质量组分增加，PDI值上升至5.14和7.02。
关键词：褐藻胶裂解酶；纤维素酶;链剪切模型；褐藻胶；多角度激光散射检测器中图分类号:Q539文章编号:1673-1689(2021)01-0043-08DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.01.006Degradation Process and Chain Scission Models of AlginateDuring Enzymatic HydrolysisCHEN Jiawei1,CHEN Jingjing1,ZHANG Tao1,JIANG Bo*1#2(1.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi214122,China; 2.International Joint Laboratory on Food Safety,Jiangnan University,Wuxi214122,China)Abstract:The changes of molecular weight parameters of alginates hydrolyzed by alginate lyase (ALyase)and cellulase using one-step and step-by-step methods were studied by GPC-MALLS.The chain shear models and the degradation conditions were determined.The results showed cellulasehad no function on alginate if used alone.Multiple shear model and central shear model were observed when alginate lyase used.Furthermore,the utilization rate was improved with thestep-by-step method of alginate lyase.The duration of one-step and step-by-step degradation using2.56〜10.24U/mg alginate lyase were with in2h and5h,respectively.The synergistic effect of alginate lyase with cellulase was further explored by step-by-step method at0min(iACS),30min (iACM),60min(iACE).Alginate lyase preferred to take effect on the alginates of molecular weight(M w)!1x105,while cellulase preferred to1x104〜1x105g/mol.The PDI values were stable and收稿日期：2020-03-08基金项目：国家自然科学基金项目(31871745)；国家&十三五’重点研发计划项目(2017YFC1600902)；国家食品科学技术一级学科计划项目(JUFSTR20180203)Op通信作者：江波(1962—),男，博士，教授，博士研究生导师，主要从事食品生物技术研究(Email：*******************.cn很2021年第40卷第1期CHEN Ji-wei,et al；Degradation Process and Chain Scission Models ofAlginate During Enzymatic Hydrolysisapproached to2infinitely in the iACE method,showing a random shear model.In the iACS and iACM methods,the hydrolyzed products varied in components with increased molecular weight,andtheir PDI values rose to5.14and7.02respectively.Keywords:alginate lyase,cellulase,chain scission mode,algin,GPC-MALLS大量研究已证明褐藻胶作为水溶性膳食纤维，具有抗菌、降血糖等生理特性[1-3]o但天然褐藻胶是一种生物大分子，相对分子质量集中在4x105~ 8x10s,即使在低浓度下形成的溶液黏度也很高，流动性与适口性差，使其无法应用到食品体系中发挥重要生理特性$与天然褐藻胶相比，低相对分子质量的褐藻胶不仅具有一定的成膜性，可减缓碳水化合物的吸收速度，同具有的菌：可作为水溶性膳食纤维等特点叫，多糖相对分子质量分度也是其生理特性的重要参数$因，低相对分子质量及相对分子质量分布范围窄的褐藻胶的研可为开性食品「提理$在数的研集中在褐藻胶，褐藻胶的降用物理化方法如伽马射线法、法、法、氧化法,但降低，应生糖链聚集!5旳。
黄杆菌褐藻胶裂解酶的高效表达及其在褐藻寡糖制备中的应用
黄杆菌褐藻胶裂解酶的高效表达及其在褐藻寡糖制备中的应用江君1，刘军1，杨绍青1，马帅1，闫巧娟2，江正强1,*（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，中国轻工业食品生物工程重点实验室，北京100083；2.中国农业大学工学院，北京100083）摘 要：研究黄杆菌褐藻胶裂解酶基因（rFlAlyA）在枯草芽孢杆菌中的高效表达，高密度发酵48 h最高酶活力为2 550 U/mL，蛋白质量浓度达4.5 mg/mL。
经(NH4)2SO4沉淀和SP强阳离子交换柱纯化后得到电泳级纯酶，分子质量约为30 kDa。
褐藻胶裂解酶rFlAlyA最适pH值为7.5，在pH 4.0～11.0范围内可保持80%以上酶活力；最适温度为50 ℃，在50 ℃及以下可保持80%以上酶活力。
底物特异性分析表明，rFlAlyA特异性降解聚甘露糖醛酸片段，最短链底物为甘露糖醛酸三糖。
rFlAlyA在最适条件下酶解褐藻酸钠4 h后还原糖质量浓度达33 mg/mL，底物转化率为70.1%，电喷雾电离-质谱分析酶解产物的聚合度（degree of polymerization，DP）为1～8，离子色谱分析显示DP=3时相对含量最高，为34.0%。
结果表明，经枯草芽孢杆菌高效表达的rFlAlyA可用于制备褐藻寡糖。
关键词：褐藻胶裂解酶；黄杆菌；枯草芽孢杆菌；高密度发酵；褐藻寡糖High Level Expression of Alginate Lyase from Flavobacterium sp. and Its Application in Preparation of Alginate Oligosaccharides JIANG Jun1, LIU Jun1, YANG Shaoqing1, MA Shuai1, YAN Qiaojuan2, JIANG Zhengqiang1,*(1. Key Laboratory of Food Bioengineering (China National Light Industry), College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China) Abstract: High-efficiency expression of the alginate lyase gene (rFlAlyA) from Flavobacterium sp. in Bacillus subtilis was studied. After high cell-density fermentation for 48 h, the enzymatic activity reached the highest level of 2 550 U/mL with a protein content of 4.5 mg/mL. The rFlAlyA, with a molecular mass of about 30 kDa, was purified to electrophoretic homogeneity after fractionation with (NH4)2SO4 and ion exchange chromatography on SP strong cation exchange column. Maximal enzymatic activity was observed at pH 7.5 and 50 ℃. The enzyme showed good stability at pH 4.0−11.0 and was thermostable up to 50 ℃, retaining over 80% of its activity. The substrate specificity indicated that rFlAlyA was a polymannuronate lyase with trisaccharide being the shortest-chain substrate. For alginate oligosaccharides production, sodium alginate was reacted with rFlAlyA under the optimal conditions for 4 h, giving a final concentration of reducing sugar of 33 mg/mL in the reaction mixture and a conversion rate was 70.1%. Electrospray ionization tandem mass spectrometry showed that the degree of polymerization (DP) of the hydrolysates was 1 to 8 and trisaccharide was the most abundant, which accounted for 34.0% of the total components when the DP was 3. The findings of this study indicated that the recombinant alginate lyase could be applied for the production of alginate oligosaccharides.Keywords: alginate lyase; Flavobacterium sp.; Bacillus subtilis; high cell-density fermentation; alginate oligosaccharidesDOI:10.7506/spkx1002-6630-20191213-149中图分类号：Q814 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2021）04-0145-08引文格式：江君, 刘军, 杨绍青, 等. 黄杆菌褐藻胶裂解酶的高效表达及其在褐藻寡糖制备中的应用[J]. 食品科学, 2021, 42(4): 145-152. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191213-149. JIANG Jun, LIU Jun, YANG Shaoqing, et al. High level expression of alginate lyase from Flavobacterium sp. and its application in preparation of alginate oligosaccharides[J]. Food Science, 2021, 42(4): 145-152. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191213-149. 收稿日期：2019-12-13基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFD0400204）第一作者简介：江君（1995—）（ORCID: 0000-0001-9267-0500），男，博士，研究方向为食品生物技术。
褐藻胶裂解酶的研究进展
褐藻胶是一种由 α － L－ 古罗糖醛酸 （ G ） 和其 C5 差向异构体 α － D－ 甘露糖醛酸 （ M ） 随机结合而成的 线性高分子多糖， 聚合方式包括三种： 聚古罗糖醛酸 （ polyG ） 、 聚 甘 露 糖 醛 酸 （ polyM ） 和 异 聚 MG 段
［1 ］ （ polyMG） ， 其化学结构见图 1 。 褐藻胶来源丰富， 以其螯合金属离子、 溶液高黏性、 凝胶性等特点被广
2
褐藻胶裂解酶作用方式
目前发现的能够降解褐藻胶的酶均为裂解酶 ，
尚未发现水解酶。褐藻胶裂解酶通过 β 消去机制催 化褐藻胶降解， 其作用位点是 1 →4 糖苷键。 在水解 形 糖苷键所在的糖环的 C4 和 C5 位置间形成双键， 成了 4－ 脱氧 － L－ erythro－ hex－4 － 烯醇式吡喃糖醛酸 的非还原末端， 在 235nm 处有特征性强吸收。 Gacesa［8］ 提出一种褐藻胶裂解酶的催化机制 ， 这 种机制包括三步反应 ： a. 通过盐桥的中和作用移去羧 基阴离子上的负电荷； b. 从 5 位碳上获得质子的基质 催化反应； c. 羧基基团提供电子在 C4 与 C5 之间形成 双键， 导致发生在 4－ O 糖苷键上的 β 消去反应。
1
2
1
1
1， *
酶能够通过 β 消去机制催化褐藻胶降解产生具有多种生物活性的褐藻胶寡糖。对于酶的鉴定分析将会拓展酶和寡糖 农业等领域的应用范围。因此本文简要阐述了酶的分类、 测定方法、 构效关系以及生物学功能， 并就其应用的 在食品、 最新进展进行了展望。 关键词：褐藻胶， 褐藻胶裂解酶， 褐藻胶寡糖
［15 ］
3
褐藻胶裂解酶的结构
PL － 5 （ Sphingomonas sp. A1 － III ） ，PL － 7
褐藻胶裂解酶提高海带降解效果的应用研究
褐藻胶裂解酶提高海带降解效果的应用研究Hans Journal of Food and Nutrition Science 食品与营养科学, 2018, 7(1), 26-34Published Online February 2018 in Hans. /doc/b37999de0875f46527d3240c844769 eae109a34e.html /journal/hjfnshttps:///doc/b37999de0875f46527d3 240c844769eae109a34e.html /10.12677/hjfns.2018.71004 Application Study on Alginate LyaseEnhancing the Degradation Effect of KelpYanyan Yao1, Lirong Chang1, Yongqing Li1, Xiaohui Wang1, Xiangzhong Zhao2*1Weihai Changqing Ocean Science Technology Co., Ltd., Rongcheng Shandong2College of Food Science and Engineering, Qilu University of Technology, Jinan ShandongReceived: Feb. 7th, 2018; accepted: Feb. 17th, 2018; published: Feb. 26th, 2018AbstractIn this study, dry kelp was as raw material to explore the catalytic effect on alginate lyase enhanc-ing the degradation of kelp. Four groups of experiments, including alginate lyase, complex en-zyme, alginate lyase-complex enzyme and no enzyme, were designed. Viscosity reducing effect, total sugar content, reducing sugar content, enzymatic hydrolysis yield and the nutritional com-ponents were compared and analyzed. Theresults showed that kelp degradation effect of alginate lyase-complex enzyme was the best. Compared with alginate lyase group, compound enzyme group and no enzyme group, the rates of enzymatic hydrolysis yield using alginate lyase-complex enzyme increased by 53.2%, 174.5% and 245.1%, respectively. Na+and Mg2+can raise efficiency on enzymatic hydrolysis yield of kelp. The soluble solids of kelp enzymatic hydrolysate can be in-creased to 61.3 g/L. In the process of kelp hydrolysis reaction, alginate lyase played a very impor-tant role in promoting the degradation effect of kelp. Alginate lyase can increase the content of to-tal sugar, reducing sugar, organic matter and various minerals.KeywordsAlginate Lyase, Kelp, Degradation褐藻胶裂解酶提高海带降解效果的应用研究姚艳艳1，常丽荣1，李永青1，王晓辉1，赵祥忠2*1威海长青海洋科技股份有限公司，山东荣成2齐鲁工业大学食品科学与工程学院，山东济南收稿日期：2018年2月7日；录用日期：2018年2月17日；发布日期：2018年2月26日*通讯作者。
利用芽孢杆菌发酵生产褐藻胶裂解酶的研究
万方数据２０１０Ｎｏ．４－８０·ＳｅｒｉａｌＮｏ．２１７ＣｈｉｎａＢｒｅｗｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｐｏｒｔ１．４种子培养将驯化后的菌种接数环于２５ｍＬ液体试管发酵培养基中，２８℃摇瓶培养３６ｈ。
１．５发酵培养实验１．５．１发酵培养条件每一实验组均在３００ｍＬ三角瓶中装入１００ｍＬ发酵培养基，并按２％（体积分数）的接种量接入液体液，于２８℃、１６０ｒ／ｍｉｎ摇瓶培养７２ｈ；澳ｔ定发酵液的酶活力。
１．５．２褐藻胶裂解酶的活力测定方法参照纤维素酶的测定方法，３，５．二硝基水杨酸（ＤＮＳ）测酶活力，在波长５４０ｎｍ处测定０Ｄ值，通过指定的葡萄糖标准曲线确定酶活力。
酶活力单位定义为在实验条件下，每分钟催化底物产生１斗ｇ还原物所需的酶量。
发酵液酶活力单位定义为每毫升发酵液含酶活单位（ＩＩ／ｍＩ，）。
２结果与分析２．１菌体的培养特征２．１．１菌落特征菌株驯化前的菌落在分离纯化培养基上无透明圈，驯化后的菌落特征见图１。
该培养菌落长于培养基表面，呈乳白色，不透明，有光泽，圆形凸起，其菌落直径为３ｍｍ－５ｍｍ；且具有透明水解圈，直径为３．５ｍｍ－１２ｍｒｎ。
图１琼脂平板上的菌落及透明圈Ｆｉｇｕｒｅ１．Ｃｏｌｏｎｉｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｃｉｒｃｌｅｓｏｎｔｈｅａｇａｒｐｌａｔｅ２．１．２液体培养特征该菌种的菌体在试管中液体培养２４１１，液体表面形成菌膜，上层先浑浊表明该菌株为好氧菌。
２．２培养条件对菌体产酶的影响．２．２．１褐藻胶裂解酶的生成将驯化后的菌株分别接种于３个发酵培养基（１００ｍＬ／３００ｍＬ）中，取其１４４ｈ时的发酵液，于４℃、６０００ｒ／ｍｉｎ离一ｔＭ０ｒａｉｎ，得上清液及菌体，菌体用玻璃珠研磨后，分别测定酶活。
为了检测该酶属于胞内酶还是胞外酶，设计了附表的实验。
由附表实验结果表明，该芽孢杆菌产生的褐藻胶裂解酶主要存在于发酵液中，这表明褐藻酸钠可以诱导芽孢杆菌Ｓ，产生褐藻胶裂解酶，该酶属于胞外酶，在菌体内合成，并随着发酵进行分泌到液体培养介质中。
褐藻胶裂解酶的研究进展
褐藻胶裂解酶的研究进展罗丹丹;薛永常【摘要】褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸及其C5差向异构体α-L-古洛糖醛酸结合而成的线性高分子多糖。
褐藻胶裂解酶通过β消去机制能将褐藻胶降解成具有生物活性的褐藻寡糖。
褐藻寡糖因具有独特的促进生长、增强植物抗性、抑菌等生理活性而日益受到人们的关注。
简要概述了褐藻胶裂解酶的来源分类、结构功能、酶学性质、褐藻寡糖的应用等方面的研究进展，为褐藻胶裂解酶在工业生产的应用提供理论依据。
%Alginate lyases can catalyze the degradation of alginate , a complex copolymer of L-guluronate and its C5 epimer D-mannur-onate, withβ-elimination mechanism and yield alginate oligosaccharides .Alginate oligosaccharide has many kinds of biological activi-ties, such as promoting growth , enhancing resistance in plant and bacteriostasis , so that they have attracted more and more people′s at-tention.In this paper some research progress in the classification , structure, function, enzymatic properties of alginate lyase and the application of alginate oligosaccharides were reviewed .It will provide a theoretical basis for its application in industrial production .【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】4页(P95-98)【关键词】褐藻胶;褐藻胶裂解酶;褐藻寡糖【作者】罗丹丹;薛永常【作者单位】大连工业大学生物工程学院，大连116034;大连工业大学生物工程学院，大连116034【正文语种】中文【中图分类】Q939.9褐藻胶是存在于褐藻细胞壁及细胞间质的水溶性酸性多糖，由β-D-甘露糖醛酸及其C5差向异构体α-L-古洛糖醛酸两种糖醛酸单体通过1,4糖苷键随机聚合而成[1]。
褐藻胶裂解酶在制备海洋寡糖中的应用
２２０ ２００７ 年第 ０６ 期
综述
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．０６，２００７
食品工业科技
图 １ 褐藻胶裂解酶的酶解机理
Ｔｙｒ２４６ 起着接触底物的作用， 活性中心的精氨酸残 基可以和甘露糖醛酸的羧基连接。已知的 ＰＬ－ ７ 族褐 藻 胶 裂 解 酶 （ Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ 褐 藻 胶 裂 解 酶 ＰＡ１１６７ 和 Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ．ｓｐ 古罗糖醛酸裂解酶 Ａｌｙ－ ＰＧ ） 具有 β折叠的夹板状结构， 该酶的活性中心有一段很重要 的氨基酸保守序列结构， 以及硫酸盐基团， 然而， 它 们在催化反应中的作用机理尚不十分清楚。在拓扑 结 构 上 ， ＰＬ－ １ 褐 藻 酸 裂 解 酶 为 β－ 螺 旋 ， ＰＬ－ １０ 褐 藻 酸裂解为 α／α套筒结构， 但它们的活性中心 的 氨 基 酸 残 基 的 排 布 却 极 为 相 似 ［６］。
［９］ 陈俊玉， 何建顺． 加强我国水产品药物 残 留 控 制 的 建 议［Ｊ］．
２００１． ６２～８９．
福建畜牧兽医， ２００５， ２７（２）： １６～１８．
［７］ 黄文繁， 柳洁， 何碧英． ＳＰＥ－ ＨＰＬＣ 法测定水产品中 ４ 种雌 ［１０］ Ａｒｅｃａｎｄ Ｈ， Ｌｉａｓ Ｄ， Ｂｅｎｓｏｎ ＷＨ． Ｆｉｓｈ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ａｎ
中， ＰＬ－ ５ 和 ＰＬ－ ７ 具有内切酶活性， 但它们的底物 专 一 性 不 同［６］。
到目前为止， 对褐藻胶裂解酶的结构分析主要 集中在细菌和真菌所产的酶上 ， 并且约有 ２０ 种 酶 的 基 因 已 得 到 克 隆［７］。
研究表明， 不同的褐藻胶裂解酶的一级结构和 高级结构相差较大。但在酶的催化中心的结构和必 须氨基酸残基的种类上， 不同的褐藻胶裂解酶有一 定程度的相似性。
褐藻胶寡糖的酶解制备及其应用研究
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褐藻胶裂解酶高产菌株YSH5的筛选及酶学性质研究
褐藻胶裂解酶高产菌株YSH5的筛选及酶学性质研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究目的与意义 (3)3. 研究内容与方法 (4)二、材料与方法 (5)1. 原料与试剂 (6)2. 实验室准备 (7)3. 菌株筛选与培养 (8)4. 酶活性测定 (9)5. 酶学性质研究 (10)三、结果与分析 (11)1. 菌株筛选结果 (13)初筛与复筛过程 (14)高产菌株的鉴定 (15)2. 酶活性的测定 (16)最适pH值与温度的确定 (17)不同底物对酶活性的影响 (17)3. 酶学性质的研究 (18)酶的稳定性分析 (20)酶的米氏常数测定 (20)酶促反应动力学研究 (21)四、讨论与结论 (22)1. 结果讨论 (23)菌株筛选方法的优化 (25)酶学性质的变异原因分析 (25)2. 结论与展望 (26)高产菌株YSH5的特性总结 (27)对未来研究的建议 (28)一、内容描述本论文研究了褐藻胶裂解酶高产菌株YSH5的筛选及其酶学性质。
通过一系列的筛选实验，从自然界中分离得到多株褐藻胶裂解酶产生菌，最终确定了一株酶活较高的菌株YSH5。
该菌株不仅具有较高的酶活，还具有稳定的遗传特性和良好的生产潜力。
在酶学性质方面，本研究对YSH5菌株产生的褐藻胶裂解酶进行了详细的酶学分析。
通过不同的条件优化，确定了该酶的最适反应温度和pH值，并探讨了金属离子、表面活性剂等对该酶活性的影响。
还对褐藻胶裂解酶的纯化、结构特征以及催化机制进行了初步的研究，为褐藻胶裂解酶的进一步研究和应用提供了重要的理论基础和实验依据。
1. 研究背景褐藻胶裂解酶是一种具有重要生物学功能的酶类，主要参与褐藻胶的降解过程。
褐藻胶是一种广泛存在于海洋和淡水中的高分子多糖，对环境具有重要的生态学意义。
由于褐藻胶在自然界中的存在形式多样，导致其降解过程受到多种因素的影响，限制了褐藻胶资源的有效利用。
研究褐藻胶裂解酶的高产菌株及其酶学性质具有重要的理论和实践意义。
紫色链霉菌产褐藻胶裂解酶培养条件的初步研究
紫色链霉菌产褐藻胶裂解酶培养条件的初步研究刘航;曹海龙;李曙光;杜昱光【摘要】[Objective] The research aimed to study initially the best culture condition of alginate lyase production by Streptomyces violaceorulier. [ Method] Streptomyces violaceoruber whose alginate lyase activity was high was as the initial strain. The influences of substrate concentration, nitrogen source, culture temperature, culture time, liquid volume, KH2PO4 concentration, MgSO4·7H2O concentration on the enzyme production were inspected. [ Result] The best enzyme production condition: peptone and yeast extract were as the nitrogen source, 1.4% alginate, 0.4% KH2PO4, 0.06% MgSO4·7H2O, the culture temperature was 30 X., and the culture time was 6 d. [Conclusion] The research laid the foundation for the fermentation, enzyme production of Streptomyces violaceoruber and the preparation of alginate lyase.%[目的]初步研究紫色链霉菌产褐藻胶裂解酶的最佳培养条件.[方法]以一株具有较高褐藻胶裂解酶活力的紫色链霉菌为出发菌株,考察了底物浓度、氮源、培养温度、培养时间、装液量、KH2PO4浓度、MgSO4 ·7H2O浓度对产酶的影响.[结果]最佳产酶条件:以蛋白胨和酵母提取物为氮源,1.4％褐藻胶,0.4％ KH2PO4,0.06％MgSO4·7H2O,培养温度30℃,培养时间6d.[结论]该研究为紫色链霉菌的发酵产酶及褐藻胶裂解酶的制备奠定了基础.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)022【总页数】3页(P13282-13284)【关键词】紫色链霉菌;褐藻胶裂解酶;培养条件【作者】刘航;曹海龙;李曙光;杜昱光【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所生物技术部,辽宁大连116023;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院研究生院,北京100049【正文语种】中文【中图分类】S132近年来，随着海洋科学研究的不断深入，具有多种生理活性的海洋多糖及寡糖逐渐进入人们的视野［1］。
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ｓ ｐ ． Ｑ Ｙ ｌ Ｏ ３ 及链霉菌 Ｓ ｔ ｒ ｅ ｐ ｔ ｏ ｍ ｙ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ．Ａ ５ 所产褐 藻 胶 裂 解 酶 酶 活 均 有 促 进 作 用 。ｚ ｎ “对 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ ｓ ｐ ．
Ｗ１ ３ 产褐 藻胶裂解酶酶活有抑制作 用 ， 而对 Ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ — ｍ ｏ ｎ ｘ ｌ ， ｓ ｓ ｐ ．Ｅ ０ ３ 产褐藻胶裂解酶酶 活却有促进作用 。 褐 藻胶 裂解 酶能够将 褐 藻胶 降解 为聚合 度 ２ ０以 下的 褐 藻 寡 糖 。海 洋 细 菌 Ｓ ｔ ｅ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｍ ａ ｓ ｍ ａ ｌ ｔ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ａ
发现。相 较于来 源 微生 物 的褐 藻胶 裂 解酶 研究 的较 多， 而来源于海 洋动物的褐藻胶裂解酶 的研究较少。 １ ． ２ 褐 藻胶裂解酶 的分类
强植 物抗性 、 抗肿瘤 等方 面所 具有 的生 理活性使其 在 农业 、 医药、 饲料等领域具有广阔 的应用前 景。用酶法
降解褐 藻胶取代传 统 的物理 法、 化学法 生产褐 藻寡糖 已成趋势 ， 褐藻胶 裂解酶作 为降解褐藻胶 的工具酶 ， 对
ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌｇ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ．Ｉ ｔ ｗ ｉ ｌ ｌ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｌ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ，ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｏ ｆ Ｌ — ｇ ｕ ｌ ｕ ｏｎ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ Ｃ ５ ｅ ｐ ｉ ｍｅ ｒ Ｄ－ ｍａ ｎ ｎ ｕ ｒ ・
ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｍ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｒｅ ｇ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｅ ｎ ｚ ｙ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｉｎ ｇ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ
ｔ ｉ ｅ ｓ ，ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｏ ｗ ｔ ｈ， ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｓ ｉ ｓ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｙ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ Ｓ ａ ｔ －
褐 藻胶 裂解 酶 的研 究 进展
罗丹丹 ， 薛永常
（ 大连工业大学 生物工程学院， 大连 １ １ ６ ０ ３ ４ ）
摘 要 褐藻胶 是 由 Ｂ ． Ｄ ． 甘 露糖醛酸及其 ｃ ５差向异 构体 ． Ｌ 一 古洛糖醛 酸结合 而成 的线性 高分子 多糖。褐藻胶裂
解酶通过 Ｂ消去机 制能将褐藻胶 降解成具有生物活性 的褐藻寡糖 。褐藻寡糖 因具有独特的促进 生长 、 增强植物抗 性、 抑 茵等生理 活性 而 日益 受到人们 的关注。简要概述 了褐藻胶裂解酶的 来源分类 、 结构功能 、 酶学性 质、 褐藻寡糖 的应用等方面的研 究进展 ， 为褐藻胶裂解酶在工业生产的应用提供理论依据。
Ｃｕ “
Ｍ ｇ 等离 子对 酶 活有促 进作 用 ， 而Ｓ Ｄ Ｓ 、 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ、 Ｆ ｅ “、 Ｍｎ 、 Ｈ ｇ “等 对 酶活有 抑 制 作用 。少数 情 况 下
、
Ｅ Ｄ Ｔ Ａ对酶活 有促进 作用 ， 如Ｅ Ｄ Ｔ Ａ对 海洋细 菌 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ
Ｐ ｏ ｌ ｙ － Ｍ Ｐ ｏ ｌ ｙ － ＭＧ
ｏ ｆ ａ ｌ ｇ ｉ ｎａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ
注： 空心箭头显示处为外切褐藻胶 裂解酶作用位点 ， 实心箭头显示处 分别为内切褐藻胶裂解 酶降解 ｐ ｏ ｌ ｙ Ｍ、 ｐ ｏ ｌ ｙ ＭＧ、 ｐ ｏ ｌ ｙ Ｇ作用位点
９ ５
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ６年 １ ２月
生 物 学 杂 志
Ｊ ０ＵＲＮ ＡＬ Ｏ Ｆ Ｂ Ｉ Ｏ Ｌ ＯＧＹ
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ ，２ ０１ ６
酶 与外切 酶 ， 目前 发现 的褐 藻胶 裂解 酶大 多数具 有 内 切酶活性 ， 外切酶较少见 。 根据 褐藻胶 裂解 酶降解底 物专一性不 同可将 褐藻
ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ，ｗｉ ｔ ｈ １ ３ － ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｌｇ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ．Ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｈ ａ ｓ ｍａ ｎ ｙ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ －
胶裂解酶分 为 ３ 类： 专一性 裂解多 聚甘 露糖醛酸 （ ｐ ｏ ｌ ｙ
裂解酶的最适温度 处于 ３ Ｏ ～ ５ Ｏ ｑ ｃ 之间， 只有 少部分
褐藻胶裂解酶 的最适 温度会 高于 ５ ０ ℃， 大多数 的褐藻
胶裂解 酶 的温度稳定性 都较差 ， 不利 于高温下 酶促反
Ｍ） 的裂解 酶 ； 专 一性裂 解多 聚古洛糖 醛酸 （ ｐ ｏ ｌ ｙ Ｇ） 的
藻胶裂解酶 的作用方式及作用位点见 图 １ 。
裂解酶 的产生 菌多是 从海 洋 中筛 选 ， 所以 Ｎ ａ 对 酶 活
有一定 的影 响 。如 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ ｓ ｐ ． Ｑ Ｙ ｌ Ｏ ５ 所 产 褐藻 胶 裂 解 酶对 Ｎ ａ 有很 强 的依 赖性 ， 在没 有 Ｎ ａ 的反 应体 系 中几乎 检 测 不 到 酶 活 。多数 情 况 下 Ｎ ａ 、 Ｋ 、 Ｃ ａ “、
Hale Waihona Puke 义。本文从褐藻胶裂解酶的来源分类 、 酶学性质 、 结构
功能 、 褐藻胶 裂解酶及 褐藻寡糖 的应用等 方面概述 了 近年来 国内外褐藻胶裂解酶的研究进展。 １ 褐藻胶裂解酶 的来源 、 分类 １ ． １ 褐藻胶裂解酶的来源 褐藻胶裂解酶 主要来源海洋藻类 、 软体动物 、 棘皮
图 １褐 漂 胶 裂 解 酶 酶 切 位 点 及 作 用 方 式 不 意 图
Ｆ ｉ ｇ １ Ｐ ｒ ｏ ｆ ｉ ｌ ｅ ｏ ｆ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｏ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｌｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ； ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ； ｌ ａ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ
褐藻胶是存在于褐藻细胞壁及细胞间质 的水溶性 酸性 多 糖 ， 由 Ｂ — Ｄ － 甘露糖醛酸及其 Ｃ ５差 向异 构 体
Ｃ ｏ ｒ ｙ ｎ ｅ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｓ ｐ ．Ａ Ｌ Ｙ一１ 、 交 替假单胞菌 Ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ － ｍ ｏ ｎ ｚ ｌ ￣ｅ ｌ ｙ ａ ｋ ｏ ｖ ｉ ｉ 等 。在皱纹盘鲍、 纽西兰鲍螺等海 洋 软体动物的肝胰腺及小球藻病毒 中也有褐藻胶裂解 酶
Ｌ ＵＯ Ｄａ ｎ — ｄ ａ ｎ，ＸＵＥ Ｙｏ ｎ ｇ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ３ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关 于其研究 日益增多 ， 研究发现聚合度为 ３～ ６的褐 藻 寡糖具有较 好 的促进 植物根 系生长的 活性 ； 聚合度 为 ６ ． ８的褐 藻寡糖具有较高的激发子活性 ； 聚合度 为 ５～
２ ３的褐 藻寡 糖具 有较好 的抑菌 活性 ； 除此 之外 ， 还 发 现褐藻 寡糖具有增强 宿主免 疫系统 ， 提 高生物体 对肿 瘤抗性及抗凝血 的能力 。褐 藻寡糖 在促进 生 长、 增
裂解酶 ； 两种多 聚糖都 可裂解 的双 功能 裂解 酶 。褐
应 的进行 。本实验室最近也筛选一株产褐 藻胶裂解 酶 的海洋细菌 ， 其最适 ｐ Ｈ ５ ． ０ ， ｐ Ｈ值在 ４～ ８ 之 间酶活稳
定， 最适温度处于 ４ ０ ℃ ～ ５ ０ ℃之间 。 褐藻胶裂解酶活性受金属离子影 响。 由于褐藻胶
动 物和多种微生物 。 目前发现的褐藻胶 裂解酶大部分 来 源于 细 菌 ， 如 固氮 菌 Ａ ｚ ｏ ｔ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｖ ｉ ｎ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｉ 、 棒 杆 菌
ｄ ． Ｌ ． 古洛糖醛酸两种糖醛酸单 体通过 １ ， ４糖 苷键 随机 聚合 而成 。褐藻 寡糖是 褐藻胶 的降解 产物 ， 近年来
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ６年 １ ２月
生 物 学 杂 志