文档介绍：壳聚糖酶的研究进展【摘要】目的壳聚糖的降解产物壳寡聚糖在医药领域中有着广泛的应用前景,而壳聚糖酶是酶法制备壳寡聚糖的专一性酶。本文综述了壳聚糖酶的研究概况,主要是壳聚糖酶的酶学特性、分离纯化以及分子生物学研究进展,同时展望了其应用前景。【关键词】壳聚糖;壳聚糖酶;糖苷水解酶Abstract:harides,degradationproductofchitosan,haveextensivepotentialapplicationprospectinmedicalarekeyenzymeforspecificallyhydrolyzingchitosanintothissummary,theachievementofstidiesonchitosanases,includingitsenzymaticproperties,isolationandpurification,:chitosan;chitosanase;glucosidehydrolase几丁质又名甲壳素、甲壳质,是N-乙酰-D-葡萄糖胺以β-1,4-糖苷键相连而成,是地球上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。壳聚糖(chitosan)为几丁质脱乙酰化后的产物,是一种阳离子型多糖,也是目前唯一的商品化碱性多糖。壳聚糖是一种高分子阳离子絮凝剂,由于具有无毒、可被生物降解、良好的生物容性和成膜性等优良特性,在医药卫生、农业等方面得到广泛的应用[1]。如可作为离子交换剂,毛发固定剂、保湿剂和柔软剂,药物缓释剂、增溶剂,饲料添加剂,种子处理剂等。但是壳聚糖的分子量大,水溶性较差,在人体内不易吸收,使其应用受到限制。而壳聚糖的降解产物壳寡聚糖不仅具有水溶性好、易吸收等优点,近年来更是发现,低分子量壳寡聚糖具有抗肿瘤、抗菌、免疫激活及保湿吸湿等特点,使其在医药领域有着广泛的应用前景[1,2]。壳寡糖的制备大多数是以虾、蟹等为原料,经过脱乙酰基等处理得到壳聚糖,再进一步水解得到壳寡糖。目前,由壳聚糖制备壳寡糖主要有两种水解方法:酸解法和酶解法。酸解法一般是用盐酸部分水解壳聚糖[3],用甲醇除去水解液中产生的大量单糖,经加Dowex离子交换树脂分离得到壳寡糖。酸水解法的缺点是反应产物单糖较多,而壳寡糖含量低,反应条件苛刻,工艺烦琐,同时这一工艺由于产生大量废弃酸液,易给环境造成污染。酶解法是指采用酶制剂在较温和的条件下降解壳聚糖。一般分为两类:非专一性水解酶和专一性水解酶[5]。非专一性酶工艺,是利用如脂肪酶、溶菌酶等壳聚糖非专一性水解酶,降解壳聚糖。但降解程度有限,而且产物复杂,不易分离,酶量使用大。专一性水解酶是利用以壳聚糖为专一性底物的壳聚糖酶,专一性水解壳聚糖,该反应条件温和,可通过反应时间控制水解产物,为大规模生产壳寡糖提供了可能,是一种较为理想的壳寡糖制备方法。壳聚糖酶是催化壳聚糖降解的专一性酶。壳聚糖经壳聚糖酶降解后生成低分子量壳寡糖,壳聚糖酶在降解壳聚糖多聚物、大规模生产壳寡糖中发挥着重要作用[6]。1壳聚糖酶概述壳聚糖酶的发现Monaghan在研究细菌和真菌过程中,首先提出壳聚糖酶(chitosanase,)是一种不同于几丁质酶的新酶,能够降解完全脱乙酰化的壳聚糖,被认为是对线性的壳聚糖具有水解专一性的一种酶。在1992年国际酶学命名会议上,壳聚糖酶被系统命名。壳聚糖酶的分布壳聚糖酶主要存在于真菌和细菌细胞中,现已经从细菌,放线菌,真菌,病毒(ChlorellavirusPBCV-1、CVK-2)中发现壳聚糖酶的存在,并已从发酵液中纯化得到壳聚糖酶。各种来源的壳聚糖酶的性质详见表1[9~27]。壳聚糖酶的理化性质壳聚糖酶的分子量在23~50KD之间,低于几丁质酶的分子量(31~11KD)。一般来说,从微生物中分离得到的壳聚糖酶分子量为20000~40000。但也存在少数高分子量的壳聚糖酶,如曲霉AspergillusfumigatusKH-94有2种壳聚糖酶,其中一种酶的分子量高达10KD[7]。但不是所有的壳聚糖酶都是单亚基蛋白,如Streptomycesgriesus产生的壳聚糖酶利用变性凝胶电泳测定结果为3000,凝胶过滤结果却为10000,显示这种壳聚糖酶的分子结构及组成可能有别于一般的壳聚糖酶,但是其空间结构尚未确定。壳聚糖酶大部分为碱性蛋白,等电点变化范围比较大,在~之间。最适pH为~,BacilluscirculansWL-12的壳聚糖酶的最适pH为[8]。而且MyxobacterAL-1的壳聚糖酶有两个最适pH分别为和。大多数微生物的壳聚糖酶具有较好的热稳定性,最适反应温度在30~60℃之间。在pH为~,37℃时壳聚糖酶非