海栖热袍菌木聚糖酶B的分子改造、高效表达及其在啤酒中的应用

作     者：刘学强 江正强 余静 马俊文 杨行 闫巧娟 LIU Xueqiang;JIANG Zhengqiang;YU Jing;MA Junwen;YANG Hang;YAN Qiaojuan

作者机构：中国农业大学工学院中国轻工业食品生物工程重点实验室北京100083 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 

出 版 物：《食品科学》 (Food Science)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      面：66-73页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31772639) 

主　　题：木聚糖酶B 海栖热袍菌 定向进化 高效表达 麦芽糖化 

摘      要：研究海栖热袍菌木聚糖酶B(TmXynB)的定向进化、高效表达和应用。构建突变文库后经两轮筛选,获得一个在酸性高温下具有高比活力的突变体(mTmXynB)。突变体mTmXynB的最适pH值和最适温度为5.5和90℃,较野生型的最适pH值和最适温度分别下降了0.5和10℃,对小麦阿拉伯木聚糖的比活力由529 U/mg提高至1565 U/mg。序列比对表明,mTmXynB中3个氨基酸发生突变,分别为Asn91Ser、Trp129Arg和Arg143Glu。经定点突变实验,Arg143Glu通过改变局部蛋白表面的电荷分布提高了其耐酸性,Trp129Arg通过打破疏水平台降低了酶的最适温度,而Asn91Ser可能通过改变底物结合位点Trp89的构象提高该酶的催化活力。进一步将mTmXynB表达至毕赤酵母,经高密度发酵酶活力达18000 U/mL。突变体mTmXynB和野生型TmXynB分别添加至麦芽糖化过程中,结果表明mTmXynB在150 U/g麦芽添加量时效果最好,可降低45%的过滤时间和8.7%的料液黏度。而TmXynB在600 U/g麦芽添加量时效果最好,分别降低39%和8.1%的过滤速度和料液黏度。因此,突变体mTmXynB在啤酒工业中具有很好的应用前景。