文档介绍：, ��
动物营养学报 2013 25 10 2202-2211
Chinese Journal of Animal Nutrition
�
doi 10. 3969 /j. issn. 1006-267x. 2013. 10. 003
木聚糖酶基因的体外定向进化
杜文王谦王佳堃* 刘建新
�, , �
浙江大学奶业科学研究所动物分子营养学教育部重点实验室杭州 310058
摘要�木聚糖酶在天然材料中基因表达水平低、活性差、生产成本高,严重限制了它的推广应
用。宏基因组学通过免培养技术,研究生境中全部微小生物遗传物质的总和,在开发微生物酶
资源上具有强劲的优势。体外定向进化技术模拟达尔文的自然进化论,利用基因的突变和重
组,从体外改造酶基因,产生基因多样性,并结合定向的筛选最终获得预期性状的进化酶。宏基
因组技术与体外定向进化技术结合必将加速木聚糖酶的开发和产业化应用,推动半纤维类生物
能源的利用。为此,本文就木聚糖酶基因的来源、宏基因组学在木聚糖酶基因开发中的应用、体
外定向进化进行了系统的综述。
关键词�木聚糖酶基因�宏基因组学�体外定向进化
��
中图分类号� S852. 2 文献标识码� A 文章编号� 1006-267X 2013 10-2202-10
木聚糖是木糖通过, 木糖苷键连活性和热稳定性,以获得高活性高产量的木聚糖
D - β- 1 4 -
,
接而成的一种多聚五碳糖是植物细胞壁中常见酶就成了目前研究的热点。
, ,
的半纤维素多糖占植物碳水化合物总量的 1 /3
,
含量仅次于纤维素是自然界中第 2 丰富的可利 1 木聚糖酶基因的来源
[ ] [ ]
用资源 1 在饲料工业中,由于单胃动物缺少降 7 �
。自 1983 年 Bernier 等从枯草芽孢杆菌 Ba-
解半纤维素的酶,因此木聚糖对单胃动物几乎没�,
cillus subtilis 中分离得到木聚糖酶基因到目前为
有营养作用,而且没有消化的纤维物质会增加食,
止国内外已报道了 300 余种不同菌株来源的木
[ ]
物的黏性,干扰消化酶的作用及营养的吸收 2 �反聚糖酶基因,其中近百种基因被克隆和表达在合
[ ,]
刍动物由于瘤胃微生物的存在,对木聚糖具有一 2 8 ,
适的宿主中。不同来源的木聚糖酶酶学性质
[ ] [ ]
定的降解能力 3 ,但是,实际生产中仍需要补充外�� 9 - 25
差别较大表 1 。细菌木聚糖酶的分子质量
[ ]
源酶制剂,进一步提高其对粗饲料的消化率 4 - 5 , ,
。在 22. 5 ~ 60. 0 ku 最适温度范围为 40 ~ 75 ℃最
木聚糖酶是能专一水解木聚糖为主体的低聚木糖, �
适 pH 范围为 6. 0 ~ 8. 0 其中以 7. 0 居多热稳定
[ ]
和木糖的一类糖苷水解酶的总称 6 ,主要包,
D - 性在 40 ℃附近较好 pH 稳定性范围为 4. 5 ~
括�, 内切木聚糖酶�, ,
β- D-1 4 - endo-1 4-β-D-xy- 11. 0 主要集中于 6. 0 ~ 9. 0。一些放线菌也能产