重组木聚糖酶xynP N-末端对酸稳定性的影响及在苹果汁澄清中的应用

来源：中国食品学报杂志2024年第11期北京时间：

作者：覃池，刘书亮，李建龙，胡凯弟，赵宁，李琴

单位：覃池四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,刘书亮四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,李建龙四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,胡凯弟四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,赵宁四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,李琴四川农业大学食品学院 四川雅安 625000,

摘要：为探究N-末端对木聚糖酶酸稳定性的影响，从NCBI数据库中筛选1段基因序列进行克隆表达，设计响应面试验获得最佳表达条件。从N-末端入手，采用重叠延伸PCR技术对N-末端置换构建突变体，表征木聚糖酶活力及相关酶学性质。将该酶应用于苹果汁中，研究其澄清效果。结果表明:在100 mL TB培养基中接入1.5%种子液，诱导时机为3.5 h，添加200 μL 500 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)，在20 ℃诱导21.6 h得到最佳木聚糖酶xynP表达条件，其酶活为1 884 U/mL。木聚糖酶xynP和突变酶xynP-1的最适温度均为40 ℃，最适pH值分别为4.5和5.0。在不同pH值处理后，突变酶xynP-1在较酸的条件下(pH=4.0)稳定性略弱于野生型木聚糖酶xynP，而随着pH值的增加(pH 4.5~5.5)其酸稳定性均高原酶xynP，说明N-末端对木聚糖酶的酸稳定性有一定影响。金属离子Pb2+和化学试剂十二烷基硫酸钠(SDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)对2种酶酶活力有明显的抑制作用。以榉木木聚糖为底物时测得两种酶的Km值分别为分别为1.72 mg/mL和2.57 mg/mL；vmax值分别为0.93 nmol/(mg·min)和1.15 nmol/(mg·min)，突变酶的底物亲和力和催化效率均不及原酶。将2种酶应用于苹果汁中，加原酶xynP和突变酶xynP-1后，果汁透光率分别由24.33%提高到90.03%和95.70%，说明添加木聚糖酶xynP对苹果汁有显著的澄清效果。该研究结果为后续探究木聚糖酶在果汁加工中的应用提供了参考。

关键词：木聚糖酶; N-末端替换; 酶学性质; 果汁澄清

基金资助：国家自然科学基金项目(31901634)；四川省科技厅项目(2022NSFSC1739)；省级大学生创新创业训练计划项目(S202310626099)