α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶(α-transglucosidase E.C.2.4.1.24)可專一性地切開糖類底物中非還原端的α-1、4糖苷鍵，釋放出葡萄糖，或?qū)⒂坞x出的葡萄糖殘基以α-1、6糖苷鍵轉(zhuǎn)移到另一個(gè)糖類底物上，得到非發(fā)酵性的低聚異麥芽糖(IMO，其包括異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖及四糖以上的低聚糖)、糖脂或糖肽等。該酶是工業(yè)上生產(chǎn)IMO的必需酶制劑之一，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前，國內(nèi)α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶的用量雖然很大，但由于成本過高而難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，仍然依賴進(jìn)口，這些限制因素也導(dǎo)致國內(nèi)IMO的生產(chǎn)受到嚴(yán)重制約。本領(lǐng)域亟需獲得高活性的α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶及其相應(yīng)的穩(wěn)定、高產(chǎn)的生產(chǎn)菌株。

　　中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員王華明研究組與青島蔚藍(lán)生物集團(tuán)合作，基于黑曲霉表達(dá)系統(tǒng)，篩選得到了4株穩(wěn)定、高效表達(dá)α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶的生產(chǎn)菌株�？蒲腥藛T初期將來源于土曲霉、棒曲霉、煙曲霉、黑曲霉的α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶基因分別轉(zhuǎn)化到本實(shí)驗(yàn)室自主構(gòu)建的黑曲霉宿主菌中，獲得4株黑曲霉重組菌株At、Ac、Af和An。發(fā)酵樣品進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)測定，測試在不同溫度下生產(chǎn)的總糖產(chǎn)品中IMO的含量。結(jié)果顯示Af在60度和65度條件下，均優(yōu)于標(biāo)桿產(chǎn)品（見圖）。后以At、Af、An為出發(fā)菌株，分別經(jīng)過紫外誘變篩選及搖瓶發(fā)酵優(yōu)化，最終得到3株高產(chǎn)α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶的黑曲霉突變菌株Atm（CGMCC No.8469）、Afm（CGMCC No.8470）、Anm（CGMCC No.8541）。較之出發(fā)菌株，突變菌酶活分別提高了58% 、54% 和54%，酶活分別可達(dá)14952U/ml、6699U/ml和23709 U/ml。

　　該研究利用黑曲霉高效表達(dá)系統(tǒng)，通過傳統(tǒng)誘變的方法篩選多分支、短分支的突變菌株，最終獲得穩(wěn)定性好、α-轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶產(chǎn)量高的黑曲霉工程菌株，為其工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，以適應(yīng)IMO生產(chǎn)工藝的需求，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。該研究得到中國科學(xué)院十二五基礎(chǔ)前沿專項(xiàng)“微生物制造關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用-黑曲霉高效蛋白質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建”和青島蔚藍(lán)生物集團(tuán)有限公司的贊助。該公司與天津工生所成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。研究的相關(guān)成果已聯(lián)合青島蔚藍(lán)生物集團(tuán)共同申請了五項(xiàng)中國專利，天津工生所的王華明研究員和訾禎禎助理研究員為專利發(fā)明人。

轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶Af應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果