木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨
- 格式:doc
- 大小:33.00 KB
- 文档页数:3
木聚糖酶是一种最主要的木聚糖降解酶类。
它主要通过内切方式降解木聚糖中β-1,4木糖苷键,水解产物以木寡糖为主,并伴有少量的木糖和阿拉伯糖。
产品规格型号酶活剂型包装规格FE504A10000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504B20000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504C30000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504D50000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504AL10000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶FE504BL20000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶FE504CL30000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶产品特点●采用新型国际专利菌种生产,产品性能优良,使用效果得以保证;●先进的全自动液体深层发酵技术,领先的后处理加工工艺,保障了产品的高纯度、高稳定性和良好的均匀度;●采用基因工程技术改良发酵菌种,使内切酶活性大幅度提高,是普通木聚糖酶的2.5~3.5倍;●对不溶性木聚糖的降解能力显著提高,是普通木聚糖酶的3~6倍;●有良好的对高温高湿的耐受能力,在饲料制粒条件下,制粒后的酶活可以保持80%以上,保证了其在颗粒饲料中的使用效果;●有良好的对动物胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶和高浓度金属离子的耐受能力,保证了其在动物生产中的使用效果;●对饲料原料中木聚糖酶抑制因子有很好的耐受能力,保证了其对饲料中木聚糖的良好降解效果。
产品功能●有效降解植物饲料中的抗营养因子——木聚糖,消除其抗营养作用,降低食糜粘度,提高饲料养分的消化率和吸收利用率;●与纤维素酶一起作用,有效摧毁植物细胞壁结构,促进植物细胞内其它营养物质释放,提高原料中营养物质的利用率;●降解木聚糖产生的木寡糖,可以有效促进动物肠道有益菌的生长而抑制有害菌的繁殖,提高动物免疫力、成活率及生产性能;●提高饲料中消化能、代谢能的利用率,降低配方成本,促进钙、磷吸收,减少环境污染。
木聚糖酶是一种最主要的木聚糖降解酶类。
它主要通过内切方式降解木聚糖中β-1,4木糖苷键,水解产物以木寡糖为主,并伴有少量的木糖和阿拉伯糖。
产品规格型号酶活剂型包装规格FE504A10000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504B20000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504C30000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504D50000 IU/g粉状20 kg/袋或桶FE504AL10000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶FE504BL20000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶FE504CL30000 IU/ml液体30 kg/桶或200 kg/桶产品特点●采用新型国际专利菌种生产,产品性能优良,使用效果得以保证;●先进的全自动液体深层发酵技术,领先的后处理加工工艺,保障了产品的高纯度、高稳定性和良好的均匀度;●采用基因工程技术改良发酵菌种,使内切酶活性大幅度提高,是普通木聚糖酶的2.5~3.5倍;●对不溶性木聚糖的降解能力显著提高,是普通木聚糖酶的3~6倍;●有良好的对高温高湿的耐受能力,在饲料制粒条件下,制粒后的酶活可以保持80%以上,保证了其在颗粒饲料中的使用效果;●有良好的对动物胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶和高浓度金属离子的耐受能力,保证了其在动物生产中的使用效果;●对饲料原料中木聚糖酶抑制因子有很好的耐受能力,保证了其对饲料中木聚糖的良好降解效果。
产品功能●有效降解植物饲料中的抗营养因子——木聚糖,消除其抗营养作用,降低食糜粘度,提高饲料养分的消化率和吸收利用率;●与纤维素酶一起作用,有效摧毁植物细胞壁结构,促进植物细胞内其它营养物质释放,提高原料中营养物质的利用率;●降解木聚糖产生的木寡糖,可以有效促进动物肠道有益菌的生长而抑制有害菌的繁殖,提高动物免疫力、成活率及生产性能;●提高饲料中消化能、代谢能的利用率,降低配方成本,促进钙、磷吸收,减少环境污染。
木聚糖酶活力的测定方法1. 方法:3,5—二硝基水杨酸比色法,简称DNS法。
2.原理:还原糖能将3,5—二硝基水杨酸分子中的硝基还原成橙黄色的3—胺基5—硝基水杨酸。
溶液橙黄色强度与还原糖量成正比。
3. 主要仪器和设备天平(感量1mg和0.1mg两种),离心机,恒温水浴锅,磁力搅拌器,分光光度计(722型,符合GB9721的有关规定)。
4. 试剂和溶液4.1 所用水除特别要求外,均为符合GB/6682—1992规定的三级水, 化学药品除特别要求外,均为分析纯。
4.2 DNS试剂称取3,5—二硝基水杨酸10g加入500 ml水中,分多次加入氢氧化钠16g,搅拌溶解(温度<45℃),再分多次加入酒石酸钾钠300g,搅拌至全溶,冷却后用水定容至1000ml。
室温下棕色瓶储存暗处放置,一周后使用(如有沉淀过滤后使用)。
4.3 0.1mol/L,pH5.0醋酸—醋酸钠缓冲液吸取冰醋酸1.8ml,加适量水,加醋酸钠5.78g,溶解, 定容至1000ml,调节PH 至5.00±0.01后使用。
室温下存放2个月有效。
4.4 0.1%即1mg/ml木糖标准溶液无水木糖于80℃烘至恒重,称取0.1000g于烧杯中,加适量水溶解,转入容量瓶中并定容至100ml。
4.5 1.0%木聚糖溶液称取木聚糖1.00g于烧杯中,用2ml 0.5mol/L氢氧化钠润湿成糊状,加40ml 缓冲液,于60~70℃水浴中加热溶解,冷凉后用0.5mol/L醋酸(约2ml)调pH5.0,转入容量瓶中,加缓冲液(4.3)定容至100ml。
如果冰箱中放置时间长了出现沉淀,使用前应在热水浴中热溶。
4.6 木糖标准曲线的绘制吸取1mg/ml木糖溶液0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0ml于试管中,补水至2ml,加DNS试剂3ml,混合后于沸水中煮10min,冷却后定容至15ml,于分光光度计540nm波长下测吸光度(A)。
以吸光度为纵坐标,木糖量为横坐标,绘制标准曲线,三次重复试验的均值用最小二乘法拟合一元线性方程y=ax﹢b,求出吸光度与木糖量的关系。
木聚糖酶基因木聚糖酶基因是一种在植物细胞中发挥重要作用的基因。
它编码的酶能够催化木聚糖的降解,释放出葡萄糖,为植物提供能量和碳源。
同时,木聚糖酶基因也在生物燃料和纤维素降解等工业领域有着广泛的应用。
我们知道,植物的细胞壁主要由纤维素组成,而纤维素的主要成分则是木聚糖。
然而,植物细胞壁的纤维素对于植物本身而言是难以降解的。
这就是木聚糖酶基因发挥作用的重要原因之一。
通过产生木聚糖酶这一特殊的酶,植物能够将难以降解的木聚糖转化为能够被利用的葡萄糖。
木聚糖酶基因在植物生理发育过程中也起到关键的调控作用。
研究发现,木聚糖酶基因的表达水平会随着细胞壁生长和修复的需要而变化。
比如,在植物生长过程中,木聚糖酶基因的表达水平会随着细胞壁的合成而上调,以提供足够的酶来催化纤维素的合成。
而在细胞壁受损后的修复过程中,木聚糖酶基因的表达水平也会上调,以加速纤维素的降解和重新合成。
除了在植物中的作用外,木聚糖酶基因在生物燃料和纤维素降解等工业领域也有着重要的应用。
随着对可再生能源的需求增加,生物质能源的利用逐渐受到重视。
而木聚糖作为生物质的主要成分之一,其降解和利用成为了生物能源开发的瓶颈。
通过利用木聚糖酶基因的作用,科学家们可以加速木聚糖的降解过程,从而提高生物质转化率和生物燃料的产量。
此外,在纤维素降解中的应用也是木聚糖酶基因的重要领域之一。
纤维素是一种常见的天然聚合物,广泛存在于植物的细胞壁中。
然而,由于纤维素的结构复杂,其降解一直是一个具有挑战性的问题。
通过利用木聚糖酶基因的特殊催化活性,科学家们可以开发出高效的纤维素降解酶,从而在纺织、造纸、食品加工等领域实现纤维素的高效利用。
总结而言,木聚糖酶基因在植物生理发育、生物燃料和纤维素降解等领域都具有重要的作用。
通过深入研究木聚糖酶基因的功能机制,我们不仅能够更好地理解植物细胞壁的合成和修复过程,还能够为生物质能源的开发和可持续发展提供指导意义。
未来,随着对可再生能源和环境保护的需求不断增加,木聚糖酶基因的研究和应用将变得更加重要,为人类创造更加绿色可持续的生活环境。
饲料用酶制剂中木聚糖酶酶学性质的研究目前国内外关于木聚糖酶的生产条件及其生产菌株的特性报道较多。
为了掌握常用饲用酶制剂中木聚糖酶的酶学性质,我们对某商品复合酶制剂中所含的木聚糖酶进行了热稳定性、最适pH值、最适反应温度、底物针对性、不同金属离子对其酶活的影响、反应进程曲线及其酶反应的未氏常数Km值等的测定,以期对常用的木聚糖酶的酶活测定、保存及应用有一定的指导意义。
1 材料与方法1.l 实验仪器精密pH计:±0.01pH;电子天平:d=1mg;紫外分光光度计UV-1601;恒温水浴锅;蠕动泵;紫外检测器;分布收集器;ф2.6 cm×100 m色谱柱。
1.2 实验材料某商品酶制剂1.3 酶活测定酶活力测定:采用DNS法酶活单位定义:在50℃、PH值为5.0条件下,每分钟产生 1μmol还原糖所需酶量定义为1个酶活单位。
测定底物:1.0%桦木木聚糖(SigmaX-0502);酶液制备:准确称取1.000g该酶制剂,用0.2mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲液(pH值为5.0)定容至500mL,摇匀,静署提取,过滤后取滤液并稀释至适当倍数备用。
标准曲线:分别吸取1.0mg/mL的木糖标准液0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8和1.0mL,依次加入试管中,以蒸馏水补加到2.0 mL。
加DNS 试剂3mL,于沸水中沸腾7min(样品放人重新沸腾时算起),取出后冷却,加入蒸馏水10mL混匀,于550nm处进行比色测定,用空白管调零点,记录光密度值,以木糖mg数为纵坐标,光密值为横坐标绘制出标准曲线。
酶活测定:取25mL具塞试管,加入1.0mL木聚糖底物,于50℃保温5min,然后精确加入1.0mL酶液,准确反应30min后测定酶活,空白管先加1mL酶液和3mL DNS试剂,沸水浴3 min,再加lmL木聚糖底物摇匀后沸水浴显色7 min,其余同前。
1.4 实验试剂0.2mol/L醋酸-醋酸钠缓冲液(pH值为5.0)、DNS试剂、10mg/mL木聚糖溶液。
参与木聚糖代谢的木聚糖酶木聚糖是什么?说白了,它就是植物细胞壁里的一个小伙伴,像是植物的“支撑柱”一样。
我们平常吃的蔬菜、粮食甚至树木里面都能找到它,尤其是那些高纤维的东西。
它不像淀粉那样容易消化,所以植物用它来给自己撑起一个坚固的“骨架”,防止被虫子啃掉或者因为天气不稳定而被弄弯了。
不过,虽然它看起来很坚固,但它并不是无法打破的。
要知道,大自然总是有办法的。
正是因为存在着一种叫做“木聚糖酶”的东西,它能把木聚糖“拆解”得七零八落,让我们能够更好地利用这些植物资源。
这就好比你家的橱柜里藏着一堆没法吃的硬菜,突然来了个厨师,一刀下去就把菜切成了你喜欢的大小。
简单吧?这就是木聚糖酶的魅力。
先别急,大家可能会问,这个木聚糖酶到底是怎么做的呢?很简单!木聚糖酶就像个小小的“拆卸工”,它专门负责把木聚糖这个复杂的分子给“拆解”成更小、更容易消化的部分。
你可以把它想象成一个“解构师”,专门把复杂的结构拆得井井有条。
木聚糖本身是一种多糖,分子里有很多糖链交织在一起,像个复杂的网状结构。
木聚糖酶就能通过水解反应,把这些糖链逐一切开。
说白了,它就是拿着剪刀,啪啦啪啦地把这些糖链剪开,让它变成更容易被分解和吸收的小单元。
木聚糖酶不仅仅在植物中发挥作用,它也在动物的消化系统里大显身手,帮助我们把植物中的木聚糖分解成可用的营养物质。
要知道,木聚糖对于我们来说并不容易消化,幸好我们有木聚糖酶这种帮手。
就像你尝试咬一口硬核的胡萝卜,别说是咬了,就连切都觉得麻烦。
但如果能找到一把锋利的刀,一切就成了小菜一碟。
这种“刀”就是木聚糖酶,它通过分解木聚糖,让我们能够更好地吸收植物里的营养。
这可不光是我们人类的专利哦,很多动植物也会利用木聚糖酶来帮助它们消化。
这些植物并不会吃东西,但它们会通过木聚糖酶把周围的植物残渣“消化掉”,好从中获取一些养分。
你可能想象不到,有些食草动物的胃里也是“木聚糖酶的工厂”。
比如那些吃草的牛羊,它们的胃里就藏着一些能够分解木聚糖的酶,帮助它们从粗糙的草料中获取能量。
微生物分泌木聚糖酶的原因微生物是一类微小的生物体,包括细菌、真菌、藻类等。
它们在自然界中广泛存在,有些微生物能够分泌一些特殊的酶,例如木聚糖酶。
那么,为什么微生物能够分泌木聚糖酶呢?这一现象背后有着一些原因和机制。
我们来了解一下什么是木聚糖酶。
木聚糖是一种多糖,由许多葡萄糖分子组成。
它是植物细胞壁的重要组成部分,具有很高的结构稳定性。
然而,木聚糖对于许多生物来说很难降解利用,因为它的结构比较复杂。
这就需要一种特殊的酶来帮助生物分解木聚糖,这就是木聚糖酶。
微生物分泌木聚糖酶的原因有以下几个方面:1. 生存需要:微生物需要获取能量和营养物质来维持生存。
然而,它们生活的环境中往往缺乏容易降解的碳源。
木聚糖作为一种丰富的碳源,可以为微生物提供能量和营养物质。
因此,分泌木聚糖酶可以帮助微生物降解木聚糖,从而获取所需的碳源。
2. 适应环境:微生物生活在各种各样的环境中,包括土壤、水体、动物体内等。
这些环境中都存在着木质素、纤维素等难以降解的多糖物质。
为了适应这些特殊环境,微生物需要分泌适应性酶来降解这些难以降解的物质。
木聚糖酶就是其中之一,它可以帮助微生物在特殊环境中生存和繁殖。
3. 生物合作:在自然界中,微生物往往以群体的形式存在。
不同种类的微生物之间可以通过互相合作来提高生存能力。
一些微生物能够分泌木聚糖酶,而另一些微生物则能够利用木聚糖酶分解木聚糖释放出的葡萄糖。
这种合作关系实现了资源的共享和互惠共赢。
4. 遗传机制:微生物分泌酶的能力通常是通过基因编码来实现的。
微生物的基因组中含有编码木聚糖酶的基因序列,这些基因可以通过基因表达调控来使酶得以合成和分泌。
微生物可以通过遗传机制将这些基因传递给后代,从而保持分泌木聚糖酶的能力。
微生物分泌木聚糖酶的原因主要包括生存需要、适应环境、生物合作和遗传机制等。
通过分泌木聚糖酶,微生物能够降解木聚糖,获得能量和营养物质,并适应各种环境,实现生存和繁殖的目的。
这一现象不仅为微生物的生态适应提供了一种机制,也为生物技术领域的应用提供了重要的资源。
木聚糖酶一、糖酶概述木聚糖酶(Xylanase),又名内1,4-β-木聚糖酶,是能破坏植物的纤维组织,能够降解半纤维素木聚糖生成木寡糖和木糖的一组酶的总称。
木聚糖酶的应用领域广泛了在造纸和纸浆工业领域外,它和其它半纤维酶一起使用可以增加饲料的营养价值。
饲料中添加木聚糖酶,可显著降低阿拉伯木聚糖分子大小,降低消化道中的食糜粘度,促进动物内源性消化酶的活性发挥,提高营养物质的消化吸收率。
此外,木聚糖的酶解产物低聚木糖还具有调节动物肠道微生态环境、降低动物结肠炎的发生率和减少抗生素等兽药用量的功效,可使动物的生产性能得到进一步提高。
二、工艺及流程木聚糖酶大致工艺流程如下:1、菌种的培养普通查氏培养基斜面培养黑曲霉菌株,接入4-6只生产用1000ml三角瓶中,内装培养液300-400ml5%麸皮水溶液;30-32℃,200-300rpm,培养10-20h。
2、生产种子培养在1吨不锈钢种子罐中加入种子培养基的量占70-75%罐体积,蒸汽灭菌121℃,15min,冷却至30-32℃备用;种子培养基的组分重量百分比:玉米粉1-8%,玉米浆1-6%,豆饼粉1-8%,磷酸氢二钠0.1-1%,氯化钙1-5%,硫酸铵1-5%。
将培养好的菌种接入种子罐,30-32℃,200-300rpm,培养14-24h。
3、发酵发酵罐中加入生产发酵培养基,装料系数70-75%,蒸汽灭菌121℃,15min,冷却至30℃备用;生产发酵培养基重量百分比:玉米粉1-8%豆饼粉1-8%,磷酸氢二钠0.1-2%,氯化钙1-10%,硫酸铵1-10%。
将种子接入发酵罐,30℃,150-200rpm,通风0.1-1.5vvm,培养70-80h;补料:为了得到较高的酶活,发酵中后期需要补充营养。
通氨补料:工业用氨气通入发酵罐中,建个0.5-1h,通入氨气的量以维持发酵液pH在4.5-5.0之间。
营养物补料:营养液组分重量百分比:玉米粉1-8%,豆饼粉1-8%,磷酸氢二钠0.1-2%,氯化钙1-10%,硫酸铵1-10%。
病原菌木聚糖酶基因1. 引言木聚糖酶是一类重要的水解酶,广泛存在于真菌、细菌和一些植物中。
它们能够水解木质素中的β-1,4-糖苷键,从而降解木质素大分子,在自然界中发挥着重要作用。
由于木质素是地球上储量仅次于纤维素的可再生资源,因此木聚糖酶在工业上也具有广阔的应用前景,如制浆造纸、食品加工、纺织等行业。
对于病原菌而言,木聚糖酶基因的研究意义在于:一方面,有助于了解病原菌在感染过程中如何利用木聚糖酶基因克服植物细胞壁的防御;另一方面,木聚糖酶基因也是病原菌与植物发生互作的重要基因之一。
2. 病原菌木聚糖酶基因的结构和功能病原菌中已经发现了多种木聚糖酶基因,包括laccase、LPMOs等。
这些基因编码的酶具有不同的底物特异性和酶学性质,在病原菌致病过程中发挥着不同的作用。
一些研究表明,laccase基因在真菌的致病力和植物免疫反应中起着重要作用。
LPMOs则能够有效地降解木质素和纤维素,是真菌侵染植物细胞壁的关键酶之一。
此外,还有一些木聚糖酶基因参与了病原菌的生理代谢、胞外分泌等过程。
3. 病原菌木聚糖酶基因的调控机制木聚糖酶基因的表达通常受到严格的调控,以适应不同的环境条件和生长阶段。
常见的调控机制包括:(1) 转录调控:一些调节因子能够特异性地结合木聚糖酶基因的启动子区域,正负调控其转录水平。
(2) 翻译后调控:非编码RNA、蛋白质修饰等机制也参与了木聚糖酶基因的表达调控。
(3) 环境和营养信号:木质素、纤维素等底物浓度、氮源、pH值等环境因素能够诱导或抑制相应木聚糖酶基因的表达。
4. 病原菌木聚糖酶基因的应用前景深入研究病原菌木聚糖酶基因及其调控机制,不仅能够加深对病原菌致病分子机理的理解,而且还可以为木质素生物降解和工业应用提供新的酶资源和调控策略。
此外,野生型或改造型木聚糖酶基因的表达系统为开发新型生物农药也提供了潜在的方案。
病原菌木聚糖酶基因研究是一个前景广阔的热点领域,将在作物保护、生物能源、生物质利用等方面产生重要的理论价值和应用价值。
木聚糖酶活力测定方法原理木聚糖酶能将木聚糖降解成寡糖和单糖。
还原性寡糖和单糖在沸水浴条件下可以与3,5-二硝基水杨酸(DNS)试剂反应显色反应。
反应液颜色的深度与酶解产生的还原糖量成正比,而还原糖的生成量又与反应液中木聚糖酶的活力成正比。
因此,通过分光比色测定反应液颜色的强度,可以计算反应液中木聚糖酶的活力。
菌种发酵复筛在无菌条件下,菌株接种到基础产酶培养基的三角瓶中,放置28℃,转速160r/min恒温培养摇床上振荡培养5d。
粗酶液制备将发酵液过滤,在3000r/min离心15min,上清液即为粗酶液。
试剂配制木聚糖底物缓冲液配制甲液:称取无水醋酸钠(NaAc)8.203g,用蒸馏水溶解,定容至500mL。
乙液:用量筒量取99.5%HAc5.78mL,含HAc6.035g,定容至500mL。
pH4.8醋酸缓冲液:甲液与乙液的比例:3:2标准木聚糖溶液:木糖80℃烘干至恒重。
标准称取1.000g木聚糖,加PH5.5的0.1M醋酸缓冲溶液溶解,定容至100ml。
1%木聚糖溶液:称取木聚糖1.00g加入PH5.5醋酸缓冲液,加热溶解后,定容至100ml。
DNS配制称取酒石酸钾钠182.09g,溶于500mL蒸馏水中,加热(不超过50℃)于热溶液中一次加入3,5-二硝基水杨酸6.39g,NaoH21.09g,苯酚5.09g,无水亚硫酸钠5.09g,搅拌至溶解完全,冷却后用蒸馏水定容至1000mL,贮存棕色瓶中,室温保存,放置一个星期后使用。
标准木糖曲线的制作吸取PH5.5的0.1M乙酸-乙酸钠+缓冲溶液4.0mL,加入DNS试剂5.0mL,沸水浴加热5min。
用自来水冷却至室温,用水定容至25.0mL,制成标准空白样。
分别吸取木糖溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL和7.00mL,分别用PH5.5的0.1M醋酸缓冲溶液定容至100mL,配制成浓度为0.10mg/mL、0.20mg/mL、0.30mg/mL、0.40mg/mL、0.50mg、0.60mg/mL和0.70mg/mL 木糖标准溶液。
YR-ACX酸性木聚糖酶◇产品概述:纤维素和木聚糖是两种重要的多糖组分,其水解产物葡萄糖和木糖能够应用在大量的工业生产中。
木聚糖是一种由b-1,4 糖苷键连接的木聚糖单位构成的半纤维素同聚物。
木聚糖是木质素和保护纤维素基质的果胶连接而成的。
谷物例如小麦、大麦和黑麦与动物饲料相结合以产出较大的能量。
为了能够最大限度的提高纤维素酶的活力,需要木聚糖酶的协同作用。
本产品是一种pH在酸和中性条件下的木聚糖酶制剂,用于降解木聚糖成为木糖。
本产品的主要活性成分是能够降解植物木聚糖的木聚糖酶(内切-1,4-β-木聚糖酶,EC3.2.1.8)。
本产品是由纸浆生产中的木聚糖酶高产菌株发酵而成,特别适合应用于饲料、食品、乙醇和废水处理工业。
◇工作机理:本产品的主要水解酶是木聚糖酶(内切-1,4-β-D-木聚糖酶,EC3.2.1.8)和b-木糖苷酶(1,4-b-D-木糖苷酶, EC 3.2.1.37)。
木聚糖酶(1,4-D-木聚糖酶)任意水解木聚糖内部的1,4- a-D-木聚糖苷链,从而释放木-低聚糖和木聚糖苷键。
b-木糖苷酶水解木聚糖和小的木低聚糖成为木糖(5碳糖)。
◇产品特征:本产品木聚糖酶适用的pH范围是4.0-5.5,温度范围是30-60℃。
◇产品规格:本产品为固体,酶活力≥80000 U/g酶活力单位定义:具体条件下,1min内从木聚糖产生1ug木糖所需要的酶量。
◇使用说明:用于饲料添加剂时,本产品的添加量为0.05-0.1%。
用于造纸工业时,添加量根据技术人员的建议进行。
◇产品包装及储存:25kg/塑料桶。
可根据需要的体积大小提供可替换的包装袋。
存放于阴凉干燥处,避免阳光直射。
本产品含有大量活性物质,在低温下(25℃以下,但不能冷冻)贮存时,其活性可保持相当长一段时间。
◇使用注意事项:本产品无毒,可生物降解。
避免不必要接触,长期接触一些产品(如本产品)中的蛋白质会使有的人对该产品敏感。
每次接触产品后要用温水、香皂洗手,将产品放在儿童不能触及的地方。
木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨
近年来,木聚糖酶以其特有降解阿拉伯木聚糖,消除阿拉伯木聚糖对动物的抗营养作用,已成为一种
在养殖业中广泛应用的酶制剂。特别是基因工程菌株性木聚糖酶以其稳定性好,降解效率高等特点引起了
人们的广泛关注。然而木聚糖酶是降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称,要想很好的应用木聚糖酶制剂产
品,必须对木聚糖酶的作用机理有较深的了解。同时,在实际生产应用中木聚糖内切酶和外切酶的协同作
用对木聚糖降解至关重要,但对于如何应用检测方法去区分木聚糖内外切酶的性质却很少关注。由此,本
文首先从分子角度对木聚糖酶的作用机理进行了论述,然后对区分木聚糖酶系中内切酶和外切酶的检测方
法进行了探讨,意欲对木聚糖酶制剂产品在生产上更好的应用提供帮助。
1. 木聚糖酶作用机理
木聚糖是由β-1,4或β-1,3糖苷键连接的一种杂合多聚分子。主链由多个吡喃木糖基通过木糖苷
键相连,侧链上连着多种不同大小的短的取代基,主要有乙酰基、4-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残
基等。这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价
键连接,组成植物细胞重要的结构——细胞壁。木聚糖主要存在于植物细胞的次生壁中,处于木质素及其它
多聚糖之间,起着连接作用。也正由于这些侧链的不同,使得木聚糖的结构变化范围很大,从仅由β-1,4-糖
苷键连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。因此,要使木聚糖完全降解则需要多种水解酶的协
同作用,这其中包括主链水解酶β-D-1,4内切木聚糖酶、β-D-1,4外切木糖苷酶和侧链水解酶a-L
-阿拉伯呋喃糖苷酶、a-葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶等。
木聚糖降解时,起主要作用的酶是β-D-1,4内切木聚糖酶和β-D-1,4外切木糖苷酶。β-D-1,
4内切木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的β- 1,4木糖苷键,其主要水解产物为低聚木糖、木
寡糖、木二糖等;β-D-1,4外切木糖苷酶通过水解低聚木糖、木寡糖等的非还原性末端来催化释放木糖
残基。另外, 参与彻底降解木聚糖的还有a-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡萄糖醛酸苷酶、乙酰木聚糖酯
酶及能降解木聚糖上阿拉伯糖侧链残基与酚酸(如阿魏酸或香豆酸)形成的酯键酚酸酯酶等侧链水解酶,它
们作用于木糖与侧链取代基之间的糖苷键,协同主链水解酶的作用最终将木聚糖转化为它的组成单糖。
2. 区分木聚糖内外切酶测定方法
广义上的木聚糖酶是指可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一组酶的总称,因此常规木聚糖酶的检测方
法仅是以酶降解木聚糖产生还原糖的量为标准来确定酶活单位,还原糖一般都以木糖等量。而实际上还原
糖木糖是各种木聚糖水解酶协同作用的最终产物,这其中主要是内切木聚糖酶、外切木糖苷酶,但从常规
检测方法上很难判断木聚糖酶的性质是内切还是外切。所以要想应用检测方法去区别木聚糖酶的性质是内
切还是外切必须从内切和外切性质本身入手寻找方法,根据木聚糖酶酶解的特性本文总结出以下几种方
法。
2.1 间接测定法
2.1.1 酶解产物薄层层析对照法(TLC法)
标准品:木糖、木二糖、木三糖、木四糖;薄层板:硅胶G薄板;展层剂:正丁醇:吡啶:蒸馏水= 6 :
4 : 3;显色剂:邻苯二甲酸苯胺溶液;酶解产物的制备:在一定温度和pH条件下,应用木聚糖酶将木
聚糖降解成寡糖或单糖。
实验方法分析:木聚糖类半纤维素酶解时一般由木聚糖酶从主链内部先作用于长链木聚糖的糖苷键
上,将木聚糖随机切成不同链长的低聚木糖,再由β-木糖苷酶作用于低聚木糖的末端水解木二糖及木二
糖以上的低聚木糖,将这些短链低聚木糖降解成木糖。而在薄层层析板上木糖的展距高于木二糖及二糖以
上的低聚糖。由此,若将酶解产物在薄层板上展开时,如果酶制剂是内切酶则展距最多只能展到和木二糖
标准品展距一样的高度,如果是外切酶则展距能达到木糖标准品展距的高度。
2.1.2 酶解产物高效液相色谱对照法(HPLC法)
标准品:木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖;酶解产物的制备:在一定温度和pH条件下,应
用木聚糖酶将木聚糖降解成寡糖或单糖。
实验方法分析:由“2.1.1”分析可知,若未知酶是内切木聚糖酶则酶解产物组分全部是低聚木糖,没
有木糖,若未知酶是外切木糖苷酶则组分酶解产物大部分是木糖(如图2)。
2.2 直接测定法
2.2.1 β-D-1,4内切木聚糖酶活力测定方法
测定原理:通过将染色的小麦阿拉伯木聚糖与内切-木聚糖酶一起孵化,底物被降解为低分子量的染
色片段,向反应液中加入甲基化酒精,低分子量的染色片段仍然保留在溶液中,通过离心可将高分子量底
物除去,将上清液比色。根据标准曲线计算内切-木聚糖酶活力。
测定步骤:取0.5ml底物溶液于玻璃试管中,在40℃平衡5min;取0.5ml预平衡的酶液加入到底物
溶液中,在用旋涡振荡器混合,在40℃水浴中孵化10min(从加入酶液开始精确计时);加入2.5ml甲基
化酒精(95%v/v)在旋涡振荡器上搅拌10S,以终止反应并沉淀未降解的高分子量底物;将反应液冷却到室
温,再混合,然后在3000rpm离心10min;在590nm处测定上清液吸光度,根据标准曲线(以黑曲霉木聚
糖酶和Azo-小麦阿拉伯木聚糖(Lot50201)制作)计算酶活性。
反应空白:在0.5ml底物溶液中加入2.5ml甲基化酒精(95%v/v),然后加入0.5ml预平衡的酶液。一
般空白在590nm处吸光度不超过0.05。
酶活计算:内切-木聚糖酶活力首先参照标准曲线将吸光度转化为mUnits/0.5ml,然后按下列公式计
算:
U/g=mUnits×2×50×(1/1000)×Dilution
式中:2 —— 从0.5 ml转化为1.0 ml;50 —— 酶提取时缓冲液体积;1/1000 —— 从mUnits转
化为Units;Dilution —— 稀释倍数。
酶活定义:在40℃,pH值4.7条件下,从小麦阿拉伯木聚糖中释放相当于1μmol木糖还原糖需要的
酶量。
2.2.2 β-D-1, 4外切木糖苷酶酶活力测定
在25m1刻度试管中加入O.1ml适当稀释的酶液和0.5ml用0.05mo1/L柠檬酸缓冲液配制的2.5mmo1/
1对硝基苯酚-β-木糖苷(p NPX)(Sigma公司制造)溶液。放人恒温水浴器中在50℃下保温30min后立即加
人4ml0.25mo1/l的Na2C03溶液终止反应,定容到25ml,充分摇匀后于410nm波长下测定释放的对硝基苯
酚的吸光度值A410(每次应做有底物无酶有酶无底物空白实验)。根据对硝基苯酚的标准曲线(用对硝基苯
酚的绝对量对A410作图),找出反应所产生的对硝基苯酚量(扣除空白值)。
酶活定义:一个木糖苷酶活力单位为每分钟生成1μmol对硝基苯酚所需的酶量。
3. 小结
综上所述,只有在β-D-1,4内切木聚糖酶和β-D-1,4外切木糖苷酶以及一些木聚糖侧链水解酶
共同作用下,木聚糖才能得到充分降解。而对于区别木聚糖内外切酶的测定方法可分为间接测定和直接测
定,其中间接测定方法在方法上相对简单易行,直接测定方法虽然有点繁琐但测定结果相对更准确,应用
时可根据实际情况采取相应的方法。
2007-08-01