嗜热真菌耐热β-葡萄糖苷酶的性质及转糖苷反应机制

β-葡萄糖苷酶是一类重要的糖苷水解酶，广泛应用于食品、饲料、能源、生物转化等领域。目前国内外研究β-葡萄糖苷酶主要集中在植物和中温微生物来源上，酶产量低，热稳定差，难以满足一些工业上实际应用的需求。迄今，嗜热真菌耐热β-葡萄糖苷酶的性质及转糖苷作用机制研究较少，限制了其应用领域的拓宽与开发。本项目拟以自行选育的嗜热真菌为出发菌株，采用基因工程的方法克隆和表达不同家族耐热β-葡萄糖苷酶的基因。在系统考察酶特性的基础上，进一步采用定向进化技术研究酶的结构与水解及转糖苷作用之间的关系，结合转糖苷反应中间产物鉴定分析，探明耐热β-葡萄糖苷酶的转糖苷反应机制。另外，继续从自然界高通量筛选新型高产耐热β-葡萄糖苷酶的嗜热真菌。因此，本项目不仅丰富β-葡萄糖苷酶的种类和来源，同时也为β-葡萄糖苷酶的工业化生产及实际应用奠定理论基础。

自然科学基金青年基金项目“嗜热真菌耐热β-葡萄糖苷酶的性质及转糖苷反应机制”，严格按照申请书的研究内容和实施方案执行，经过3年时间的连续、系统研究，目前已经完成课题的研究任务，取得了预期的研究成果。在基金的资助下，共发表SCI收录论文5篇（申请书预期发表论文4-5篇，其中SCI收录2-3篇），授权国家发明专利1项（预期申请1-2项）。围绕申请书的研究内容，我们从自然界选育得到包括嗜热拟青霉（Paecilomyces thermophila）和米黑根毛霉（Rhizomucor miehei）等10余株能够分泌β-葡萄糖苷酶的嗜热真菌（预期1-2株嗜热真菌）；从嗜热真菌嗜热拟青霉和米黑根毛霉基因组中克隆得到4个不同类型的β-葡萄糖苷酶基因，其中包括1个糖苷水解酶（GH）1家族β-葡萄糖苷酶、2个GH 3家族β-葡萄糖苷酶和一个N-乙酰氨基葡萄糖苷酶，并进行了异源高效表达（预期2-4个葡萄糖苷酶基因）；分别对4个所得的重组葡萄糖苷酶进行分离纯化得到纯酶（预期2种以上），并研究了所得纯酶的酶学特性及其催化作用机制。