潮滩发光杆菌中关键海藻酸裂解酶AlgPg1的挖掘及其对裙带菜的降解

　　 摘要:

【背景】裙带菜是大型食用褐藻，含有丰富的海藻酸盐，是制备海藻酸寡糖(alginate oligosaccharide, AOS)的优良原料之一。酶法制备AOS的用酶是海藻酸裂解酶(alginate lyase, EC 4.2.2.-)，但是现有酶的降解效率偏低，难以对褐藻直接降解。【目的】挖掘和筛选海洋细菌潮滩发光杆菌(Photobacterium gaetbulicola)中的海藻酸裂解酶，并将其应用于裙带菜直接降解生产AOS。【方法】结合序列分析、差异表达量测定、蛋白重组表达和催化性质鉴定，从潮滩发光杆菌Gung47中筛选活性较高的海藻酸裂解酶，优化其直接降解裙带菜的反应条件，并鉴定降解产物AOS的成分。【结果】潮滩发光杆菌Gung47中有AlgPg1、AlgPg2和AlgPg3这3个海藻酸裂解酶。AlgPg1差异表达水平和比酶活都最高，是菌株利用海藻酸钠或裙带菜的关键酶。在NaCl条件下AlgPg1的比酶活达到466 U/mg。AlgPg1能直接降解裙带菜粉末和叶片，还原糖产量达到(26.2±1.6) mg/mL，即转化率为32.5%。裙带菜的降解产物是聚合度(degree of polymerization, DP) 1-6的混合寡糖，DP3含量最高。【结论】海藻酸裂解酶AlgPg1能有效地直接降解裙带菜产生AOS，为裙带菜的资源开发提供了新的工具。