嗜热毛壳菌来源耐离子液体GH6家族纤维素酶CtCel6C的鉴定及其在生物质糖化中的应用潜力

本研究鉴定并表征了嗜热毛壳菌（Chaetomium thermophilum）来源的GH6家族纤维素酶CtCel6C，该酶具有卓越的热稳定性（55°C下20小时后仍保持90%活性）和独特的耐抑制剂特性（耐受20%离子液体[C2mim][OAc]）。其能高效水解多种底物（包括不溶性结晶纤维素）并专一产生纤维二糖，且不受产物抑制。这些特性使其成为生物质糖化工业酶制剂的重要候选者。

　　

化学品

本研究使用所有化学品均为试剂级。DNA聚合酶（Taq和Q5 polymerase）、限制性内切酶、南极磷酸酶和DNA连接酶购自NEB公司（美国马萨诸塞州）。dNTP混合物和DNA ladder购自Thermo Scientific公司（印度孟买）。质粒小提试剂盒、cDNA试剂盒和琼脂糖凝胶纯化试剂盒购自Qiagen公司（德国希尔登）。引物由Eurofins Genomics公司合成。羧甲基纤维素钠和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐

CtCel6C的克隆与重组蛋白表达及纯化

将来自嗜热毛壳菌的CTHT_0042000基因克隆至pET21b+表达载体，并在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中表达。重组酶CtCel6C带有C端组氨酸标签，理论分子量约为41 kDa。使用偶联于快速蛋白液相色谱（FPLC）系统的His Trap HP亲和柱进行纯化，通过500 mM咪唑梯度进行洗脱。收集洗脱的蛋白组分

结论

CtCel6C是来自嗜热毛壳菌的热稳定GH6家族纤维二糖水解酶，具有广泛的底物特异性，能有效水解可溶性（CMC和大麦β-葡聚糖、纤维四糖和纤维五糖）及不溶性（微晶纤维素Avicel）底物，并以纤维二糖为主要产物。其卓越的稳定性（20小时后仍保持90%比活性）显示出作为工业过程稳健生物催化剂的潜力。本研究首次报道了耐离子液体的GH6家族酶