克拉玛依盐碱土中耐碱及耐葡萄糖的β-葡萄糖苷酶的特性及其耐葡萄糖的结构基础

《BMC Biotechnology》：Characterization of an alkali- and glucose-tolerant β-glucosidase from Karamay saline-alkali soil and its structural basis for glucose tolerance

　　

摘要

背景

β-葡萄糖苷酶在工业上的应用常常受到高盐度、碱性环境以及葡萄糖抑制因素的限制。

结果

从中国新疆克拉玛依的盐碱土宏基因组中分离出一种糖苷水解酶1家族的β-葡萄糖苷酶B0-BG40。当在大肠杆菌中异源表达时，该酶在45℃和pH 8.6条件下表现出最佳活性，在20–55℃及pH 5.6–9.6范围内仍能保持超过60%的最大活性。该酶在25℃、40℃和45℃以及碱性条件下具有很高的稳定性，长时间培养后仍能保持超过85%的残余活性，并且在pH 8.0–10.0条件下培养后会增强活性。B0-BG40还能耐受高达2.0 M的NaCl和4.0 M的葡萄糖，且葡萄糖对其的抑制作用较弱（K_i = 1033.5 mM）。结合蛋白质同源建模和分子对接的结果，研究人员提出了一个合理的机制假说：该酶出色的葡萄糖耐受性可能与其狭窄且深陷的催化通道有关，这种特殊的通道结构能够阻止葡萄糖分子进入活性位点。

结论

B0-BG40是一种耐盐、耐碱、耐葡萄糖的β-葡萄糖苷酶，在食品和饲料加工以及纤维素乙醇生产领域具有巨大的应用潜力。

图形摘要

背景

β-葡萄糖苷酶在工业上的应用常常受到高盐度、碱性环境以及葡萄糖抑制因素的限制。

结果

从中国新疆克拉玛依的盐碱土宏基因组中分离出一种糖苷水解酶1家族的β-葡萄糖苷酶B0-BG40。当在大肠杆菌中异源表达时，该酶在45℃和pH 8.6条件下表现出最佳活性，在20–55℃及pH 5.6–9.6范围内仍能保持超过60%的最大活性。该酶在25℃、40℃和45℃以及碱性条件下具有很高的稳定性，长时间培养后仍能保持超过85%的残余活性，并且在pH 8.0–10.0条件下培养后会增强活性。B0-BG40还能耐受高达2.0 M的NaCl和4.0 M的葡萄糖，且葡萄糖对其的抑制作用较弱（K_i = 1033.5 mM）。结合蛋白质同源建模和分子对接的结果，研究人员提出了一个合理的机制假说：该酶出色的葡萄糖耐受性可能与其狭窄且深陷的催化通道有关，这种特殊的通道结构能够阻止葡萄糖分子进入活性位点。

结论

B0-BG40是一种耐盐、耐碱、耐葡萄糖的β-葡萄糖苷酶，在食品和饲料加工以及纤维素乙醇生产领域具有巨大的应用潜力。

图形摘要