β甘露聚糖酶的來源和酶學性質研究

β-甘露聚糖酶廣泛存在于自然界中，在一些低等動物（如海洋軟體動物Littorina brevicula）的腸道分泌液中、某些豆類植物（如長角豆、瓜兒豆等）發芽的種子中以及天南星科植物魔芋萌發的球莖中都發現了β-甘露聚糖酶酶活的存在。而微生物（包括真菌、細菌和放線菌等）則是飼用β-甘露聚糖酶的主要來源，各種微生物產生β-甘露聚糖酶的條件和所產酶活性的高低、酶的性質和作用方式以及蛋白質一級結構等均有所不同。微生物來源的β-甘露聚糖酶具有活性高、成本低、提取方便以及比動植物來源的有更廣的作用pH 值、溫度范圍和底物專一性等顯著特點，備受研究者的重視，其中，細菌中的芽孢桿菌、假單胞菌、弧菌，真菌中的曲霉、青霉、酵母、木霉和放線菌中的鏈霉菌等產的β-甘露聚糖酶等研究的較多，表1中列出了部分微生物產的β-甘露聚糖酶及其酶學特性。

　　目前，已有許多不同來源的β-甘露聚糖酶獲得了純化，如田新玉（1993）首先報道了嗜堿性芽孢桿菌Bacillus sp.N16- 5 產生的3 種胞外堿性β-甘露聚糖酶。楊文博（1995）、余紅英（2003）、吳襟（2000）分別對地衣芽孢桿菌Bacillus lichienoformis NK- 27產生的堿性β-甘露聚糖酶、枯草芽孢桿菌SA-22產生的中性β-甘露聚糖酶、諾卡氏菌形放線菌Nocardioform actinomycetes NA3- 540C 產生堿性β-甘露聚糖酶的純化及性質作了報道。在真菌方面，田亞平（1998）、王和平（2003）分別就黑曲霉WX- 96所產的β-甘露聚糖酶、里氏木酶RutC-30 所產的酸性β-甘露聚糖酶進行了酶純化和性質研究。國外Ademark （1998） 和Yosida（1997）分別報道了黑曲霉、環狀芽孢桿菌β-甘露聚糖酶的純化和性質。不同微生物所產的β-甘露聚糖酶的分子質量、最適反應pH、等電點、最適反應溫度、酶動力學常數、底物專一性等都有一定的差異。β-甘露聚糖酶的分子質量小的只有22 kDa，大的可以達到162 kDa，相差十分懸殊，但大部分在30 kDa～55 kDa。

　　真菌來源的β-甘露聚糖酶的作用范圍偏酸，一般在pH 4.0～5.5之間，最適反應溫度一般在55℃～75℃。如1990年Johnson K G研究的里氏木霉的甘露聚糖酶，最適pH為5.5，最適反應溫度為65 ℃；李江華等研究的黑曲霉的甘露聚糖酶，最適pH為5.5，最適反應溫度為35℃。細菌和放線菌來源的甘露聚糖酶最適作用pH卻常為中性或者偏堿性，最適反應溫度為45℃～70℃。細菌中，研究最多的是芽孢桿菌，除嗜堿芽孢桿菌高至pH 9.0以上之外，最適反應pH多為5.5～7.0。馬建華等研究的枯草芽孢桿菌最佳反應pH為6.4，最適反應溫度為50℃。總之，真菌來源的β-甘露聚糖酶作用偏酸性，而細菌和放線菌產β-甘露聚糖酶作用的pH近中性或偏堿性，且穩定性較好。單胃動物飼料中使用的β-甘露聚糖酶要求是酸性的，國內外對來源于不同菌種的β-甘露聚糖酶的生產有所報道，但多集中在堿性和中性β-甘露聚糖酶方面，而關于酸性β-甘露聚糖酶的微生物發酵生產國內很少有報道，因此，對酸性β-甘露聚糖酶的研究及進行工業化推廣將在飼料工業中具有較大的應用潛力。

　　利用分子生物學手段，可以開發生產酶活性高、適應性強的微生物菌種。β-甘露聚糖酶分子生物學的研究進展較快，到目前為止有Rhodothermus marinus（Politz等，2000）、Dictyoglomus thermophilum Rt46B1（Gibbs等，1999）、Aspergillus aculeatus（Christgau 等，1994）、Bacillus stearothermophilus（Ethier等，1998）、西紅柿種子（Bewley 等，1997）等多種微生物和動植物的β-甘露聚糖酶基因先后被克隆和表達，這些為開發新的、能滿足飼料工業需要的產酶菌提供了條件。