异麦芽低聚糖广泛应用于食品医药饲料化工等行业中,我们研究发现的M-1菌株的a-葡萄糖苷酶其催化专一性特强,能将底物转化生成异麦芽低聚糖含量高达90%,而现有各种来源的a-葡萄糖苷酶仅能转化生成50~60%含量的异麦芽低聚糖,我们拟开展该酶的分离纯化及酶学特性研究,探讨该酶专一性强的催化机理。该研究在学术和应用上都具有重要意义。
本研究以黑曲霉M-1为出发菌株,对α-葡萄糖转苷酶的产酶影响因素、纯化、酶学性质以及功能基团进行系统的研究,通过对影响黑曲霉M-1产α-葡萄糖转苷酶的各种因素的分析以及产酶条件的正交优化,确定了最佳的发酵培养基,添加0.1mmol/L的酶作用底物甲基-α-D-葡萄糖苷对产酶的诱导作用最大。通过硫酸铵分级分离,离交、亲和、分子筛柱层析,制备PAGE等,从黑曲霉M-1分离纯化出α-葡萄糖转苷酶,分子量为110kDa。该酶的最适pH值为6.0,温度在小于60℃稳定;Km值为4.32mmol/L,低浓度的Ca2+、Mg2+对酶有激活作用,而Cu2+ 、 Ag+ 、Fe2+则表现为抑制作用。该酶α-葡萄糖转苷酶N-末端氨基酸序列测定为N-SVPGTEYVV-9;化学修饰剂选择修饰α-葡萄糖转苷酶的氨基酸残基,结果表明pCMB、ME、EDC、ClAc能显著抑制酶的活力,活力的下降与修饰剂的浓度有关,乙酰丙酮、NBS的修饰不表现对酶的抑制作用,因此,推测α-葡萄糖转苷酶的活性中心可能包括半胱氨酸、天冬氨酸(谷氨酸)、组氨酸残基,部分二硫键对保护酶的催化功能也是必需的。