强化Rasamsonia emersonii分泌组:重组GH7纤维二糖水解酶提升生物质糖化效率

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology 4

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  为解决嗜热真菌Rasamsonia emersonii天然分泌的GH7纤维二糖水解酶(CBH1s)不足问题,研究人员通过密码子优化获得重组酶Rem_GH7CBHI,其独特的Ala-Tyr取代使底物通道更开放,展现出0.25 mM的低Km值和70℃下1小时保留60%活性的优异性能。该酶与内源AA9 LPMO联用使预处理稻秆糖化效率媲美商业制剂Cellic CTec3,为高温木质纤维素生物炼制提供了高性价比解决方案。

  

嗜热真菌Rasamsonia emersonii虽具备超强纤维素降解能力,但其天然分泌的GH7家族纤维二糖水解酶(CBH1s)产量堪忧。科研团队通过密码子优化技术重构了R. emersonii的Rem_GH7CBHI基因,在毕赤酵母(Pichia pastoris)中实现高效表达。

结构分析显示,这个57 kDa的蛋白质保留了经典的GH7 β-三明治隧道结构,但独特的丙氨酸替代酪氨酸(Ala-for-Tyr)突变使底物通道比工业标杆Trichoderma reesei Cel7A更为敞开。这种结构特征带来显著优势:对纤维三糖(cellotriose)的紧密结合能力,以及低至0.25 mM的米氏常数(Km)。

生化测试揭晓了其卓越性能:最适pH 5.0条件下,60℃时活力达到峰值,甚至在70℃严苛环境中坚守1小时后仍保有60%活性。当这支"高温特种部队"联手本家AA9裂解性多糖单加氧酶(LPMO),R. emersonii天然分泌组(M36)如虎添翼,对蒸汽-酸预处理稻秆的糖化效率直逼商业明星产品Cellic CTec3。

这项发现为高温生物炼制系统提供了两大法宝:既能替代传统Trichoderma reesei Cel7A的耐热候选酶,又可作为定制化酶鸡尾酒疗法中性价比超高的"秘密武器",特别适合高固含量木质纤维素的高效转化。

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