近日，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
飼料研究所獲悉，由姚斌研究員領(lǐng)銜的飼用酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在多聚半乳糖醛酸酶催化機(jī)制方面取得重要進(jìn)展。研究基于嗜熱真菌（菌株名Achaetomium sp. Xz8）來源的高比活內(nèi)切多聚半乳糖醛酸酶晶體結(jié)構(gòu)，以活性T3環(huán)狀連接區(qū)（loop區(qū)）為研究靶點(diǎn)，系統(tǒng)研究環(huán)狀連接區(qū)上底物結(jié)合位點(diǎn)、二級結(jié)合位點(diǎn)和非活性位點(diǎn)對酶催化效率的影響，進(jìn)而揭示了活性環(huán)狀連接區(qū)在酶催化過程中的作用。所獲得的突變體較野生酶相比，催化效率提高了一倍，達(dá)到58000 U/mg。為工業(yè)應(yīng)用提供了良好的素材。
據(jù)悉，多聚半乳糖醛酸酶是果膠酶系中研究和應(yīng)用最為廣泛酶種，廣泛分布在高等植物和微生物中，對植物細(xì)胞壁擴(kuò)展和組織成熟等過程起著重要的作用。由于果膠酶能有效降解果膠類物質(zhì)，就目前市場狀況而言，果膠酶占全球工業(yè)酶制劑行業(yè)的7.5%，食品酶市場的40%，并保持在10-15%的增長率。多聚半乳糖醛酸酶在食品、飼料、紡織、造紙等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在以纖維素和果膠為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。但目前工業(yè)多聚半乳糖醛酸酶普遍存在比活低和應(yīng)用工藝復(fù)雜等缺陷。為了解決這一行業(yè)性瓶頸問題，飼用酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于蛋白結(jié)構(gòu)對酶分子進(jìn)行改良，旨在提高多聚半乳糖醛酸酶的催化效率，構(gòu)建高效表達(dá)和分泌的基因工程菌株，獲得高比活的多聚半乳糖醛酸酶，為工業(yè)應(yīng)用提供酶學(xué)性質(zhì)優(yōu)良、高產(chǎn)低廉的多聚半乳糖醛酸酶。
相關(guān)研究成果發(fā)表在院選核心期刊《應(yīng)用環(huán)境微生物(Applied and Environmental Microbiology)》、《公共科學(xué)圖書館(PLoS ONE)》、《加工生物化學(xué)Process Biochemistry》和《食品化學(xué)(Food Chemistry)》等期刊上。（通訊員 吳子林）
論文鏈接：
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4561696/pdf/zam6938.pdf
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jf504239h
http://link.springer.com/article/10.1007/s00253-014-5533-x
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814613007383
