阿魏酸酯酶的研究与应用 共37页

MKQFSAKYALILLATAGQALAASTQGISEDLYNRLVEMATISQAA YADLCNIPSTIIKGEKIYNAQTDINGWILRDDTSKEIITVFRGTGSDT NLQLDTNYTLTPFDTLPQCNDCEVHGGYYIGWISVQDQVESLVKQ
QASQYPDYALTVTGHSLGASMAALTAAQLSATYDNVRLYTFGEP RSGNQAFASYMNDAFQVSSPETTQYFRVTHSNDGIPNLPPADEGY AHGGVEYWSVDPYSAQNTFVCTGDEVQCCEAQGGQGVNDAHT
TYFGMTSGACTW
催化过程中阿魏酸酯酶的催化中心和辅助 中心将阿魏酸酯化合物中的阿魏酸残基束 缚，而后经过一系列化学过程将酯键断裂, 使阿魏酸游离出来。
四、阿魏酸酯酶的分类和催化专一性
阿魏酸酯酶对苯乙酸酯类具有催化专一性, 然而不同的阿魏酸酯酶的催化专一性也有 所不同,依据催化专一性的不同,阿魏酸酯酶 最初被分为A、B两种类型,后来又发现了一 些其他类型。
例2：在pH 值为 5.0、45 ℃、料液比 1∶30 （g∶mL）条件下，取 47.5 U/mL 的木聚糖 酶粗酶液 15 mL，加入 1.0 g 麦糟的乙醇不 溶物，反应 12 h 后，加入 40.8 U/mL 的阿 魏酸酯酶粗酶液 15 mL 再反应 12 h，阿魏 酸和低聚木糖释放率分别为 54.1%和 161 mg/g （麦糟的乙醇不溶物）。结果表明，
A型
这一类阿魏酸酯酶对以1,5-酯键连接在阿拉伯 糖残基C-5上的阿魏酸具有催化专一性。当原料用 木聚糖酶预处理过或用木聚糖酶与阿魏酸酯酶协 同水解时,产物中有少量的5,5’-和8-O-4’-阿魏酸二 聚体。A型的阿魏酸酯酶对苯环上有甲氧基(特别 是在3,5位)的酚类酯都有催化特性。A型阿魏酸酯 酶还可以催化水解人工合成的阿魏酸甲酯、芥子 酸甲酯以及香兰酸甲酯中的酯键,但是对咖啡酸甲 酯无效。AnFaeA就是属于A型的阿魏酸酯酶。当 以谷物作为培养基时,微生物倾向于产生A型阿魏 酸酯酶。
阿魏酸分子式
目录： 一、阿魏酸酯酶 feruloyl esterase 二、阿魏酸酯酶对其它纤维素酶类具有协同
作用 三、阿魏酸酯酶的结构以及催化特性 四、阿魏酸酯酶的分类和催化专一性 五、阿魏酸酯酶的最适作用条件 六、阿魏酸酯酶的应用 七、黑曲霉阿魏酸酯酶A的克隆、表达及快
速酶活检测体系的建立 八、阿魏酸酯酶的研究现状及展望
二、阿魏酸酯酶对其它纤维素酶类具
有协同作用
例1： 当阿魏酸酯酶加入量为 240 mu/g对底 物水解 72 h 时, 稻草纤维素的酶解率、不溶 性底物失重率较不加阿魏酸酯酶分别增加 了 32.00%、32.77%； 阿魏酸酯酶(300 mu/g )对底物作用 120 min 后， 纤维素酶对 稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率 分别增加了 29.85%、32.48%。由此表明, 阿魏酸酯酶和纤维素酶之间存在较大的协 同作用，添加阿魏酸酯酶能够提高纤维素 酶对天然木质纤维素的酶解效率。
素交联构成细胞壁的一部分，与低聚
糖、多胺、脂类和多糖形成结合态。 它有许多保健功能,如清除自由基、抗
血栓、抗菌消炎、抑制肿瘤、防治高 血压、心脏病等。阿魏酸毒性低,易于 为人体代谢,其用途越来越广泛。阿魏
酸在食品工业中主要用于制备天然香
兰素、抗氧化剂、防腐剂、交联剂和 机能促进剂等,阿魏酸可通过化学合成 法和提取法获得。
阿魏酸酯酶A氨基酸序列：
MKISAPRALALSVAVGHALAAVTKGVSDNIYNRLVDM ATISQAAYADLCKIPATITTVEKIYNAQTDINGWVLRDD SRQEIIVVFRGTAGDTNLQLDTNYTLAPFDTLPKCIGCA VHGGYYLGWTSVQDQVESLVQQQAGQYPEYALTVTG HSLGASMAAITASQLSATYEHVTLYTFGEPRTGNLAYA SYMNENFEATSPETTRFFRVTHGNDGIPNLPPAEQGYV HSGIEYWSVDPHRPGSTSVCTGNEVQCCEAQGGQGVN DDHITYFGMASGACSW-
它能切断细胞壁中多糖-多糖、多糖-木质素 间的交联，有利于细胞壁物质中多糖的降 解和木质素的释放，因此在食品、饲料和 造纸工业具有广阔的应用前景。
阿魏酸酯酶A的三维结构
阿魏酸
阿魏酸(Ferulic Acid)的化学名称为 4羟基3甲氧基肉桂酸，是植物界普遍 存在的一种酚酸,在植物体内很少以游 离态存在, 主要与细胞壁多糖和木质
阿魏酸酯酶与木聚糖酶存在协同作用，能
极大提高麦糟中阿魏酸及低聚木糖的释放 率，有利于麦糟的降解。
三、阿魏酸酯酶的结构以及催化特性
由于其催化底物的结构复杂，相应的阿魏酸酯酶 也有着相当复杂的结构。虽然不同的阿魏酸酯酶 结构有差异，但都为球蛋白质且大都具有Ser-HisAsp的“三点催化活性中心”仅结核分枝杆菌( M ycobacterium tu-berculosis)产生的酶的活性中心由 Ser-Glu-His组成。阿魏酸酯酶的研 Nhomakorabea与 应用
随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使 用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识， 不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气 中二氧化碳浓度升高将带来的全球气候变化，也 已被确认为不争的事实。二氧化碳的释放很大部 分是由于植物秸秆的燃烧。这不尽污染了环境而 且也是对能源的浪费。
0.94×108t
3.96×108t
粮食秸秆露天焚 烧量
非露天燃烧量
图一：中国主要粮食作物年平均秸秆燃烧情况
120 100
80 60 40 20
0 CO2
CO
总C量
排放量× 1E+6t
图二：粮食作物秸秆露天焚烧排放情况
纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳 含量的50％以上。
纤维素 半纤维素 木质素 其它
图三：一般木材中的成分 此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。
所以，应如何充分利用秸秆， 木材等生物原料？
分解纤维素的酶： 纤维素酶、木聚糖酶、阿拉伯糖苷 酶、阿魏酸酯酶
什么是阿魏酸酯酶？
一：阿魏酸酯酶 feruloyl esterase
阿魏酸酯酶指能水解阿魏酸甲酯、低聚糖 阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键，将阿 魏酸游离出来的一种酶。