[發(fā)明專利]利用甘露聚糖酶和半乳糖苷酶協(xié)同水解瓜爾豆膠的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011139586.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112322678A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋亞囝;申會(huì)濤;潘炳菊;羅學(xué)剛;李中媛;張同存
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/16
• 分類號(hào): C12P19/16;C12P19/14;C12P19/12;C12P19/02
• 代理公司: 北京秉文同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11859
• 代理人: 陳少麗;張文武

本發(fā)明涉及利用甘露聚糖酶和半乳糖苷酶協(xié)同水解瓜爾豆膠的方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)兩種β?甘露聚糖酶和一種α?半乳糖苷酶協(xié)同水解半乳甘露聚糖底物瓜爾豆膠制備甘露糖，半乳糖及甘露二糖，酶解過(guò)程條件溫和，無(wú)污染物產(chǎn)生，且無(wú)毒、耗能低、產(chǎn)物安全性高，最終產(chǎn)物中甘露糖的轉(zhuǎn)化生成率為16.5％、半乳糖的轉(zhuǎn)化生成率為46.7％、甘露二糖的轉(zhuǎn)化生成率為37.0％；且未檢測(cè)到其他聚合度甘露寡糖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用甘露聚糖酶和半乳糖苷酶協(xié)同水解瓜爾豆膠的方法。

背景技術(shù)

甘露聚糖是自然界中含量?jī)H次于木聚糖的一類半纖維素。根據(jù)構(gòu)成主鏈糖的種類不同以及有無(wú)側(cè)鏈，天然的植物來(lái)源甘露聚糖可分為：甘露聚糖、葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖四類。瓜爾豆膠是瓜爾豆產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品，由瓜爾豆的種子去皮去胚芽后的胚乳提純后得到，相對(duì)分子質(zhì)量為5×10⁴-8×10⁶。瓜爾豆膠中含有70％以上的半乳甘露聚糖，其主鏈?zhǔn)怯筛事短菤埢ㄟ^(guò)β-1,4糖苷鍵連接組成，側(cè)鏈為通過(guò)α-1,6-糖苷鍵連接的半乳糖；其中甘露糖與半乳糖的比例大約為2:1。半乳甘露聚糖完全降解需要甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、葡萄糖苷酶和半乳糖苷酶等的協(xié)同作用。利用不同甘露聚糖酶的底物偏好性及作用方式的不同，與半乳糖苷酶協(xié)同作用于瓜爾豆膠，能夠?qū)⒌孜锝到獾母鼮閺氐住?/p>

甘露糖是一種具有重要功能的六碳糖，存在于植物的細(xì)胞中，在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、飼料工業(yè)和生命科學(xué)等的研究中具有重要的作用。研究表明甘露糖對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的大鼠急性肺損傷具有保護(hù)作用、通過(guò)甘露糖受體抑制脂多糖誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞炎癥；此外還可以作為原料合成L-核酸(抗艾滋病、抗病毒、抗癌藥物的原料)。半乳糖常以半乳糖苷的形式存在于大腦和神經(jīng)組織中，也是某些糖蛋白的重要組成成分。

甘露二糖屬于甘露寡糖，研究表明甘露二糖能夠抑制大腸桿菌對(duì)細(xì)胞的粘附。由于目前分離純化技術(shù)尚存在欠缺，從多種聚合度寡糖混合物中分離純化出高純度的甘露二糖較為困難。本發(fā)明通過(guò)三種酶協(xié)同水解瓜爾豆膠制備的寡糖成分僅含有甘露二糖，產(chǎn)物后期處理工藝經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便。

本發(fā)明旨對(duì)酶水解瓜爾豆膠制備甘露糖、半乳糖、甘露二糖提供新思路及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供利用甘露聚糖酶和半乳糖苷酶協(xié)同水解瓜爾豆膠的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

利用甘露聚糖酶和半乳糖苷酶協(xié)同水解瓜爾豆膠的方法，步驟如下：

(1)制備瓜爾豆膠溶液；

(2)一次酶解：向瓜爾豆膠溶液中加入α-半乳糖苷酶Gal27A，添加量為100-1000U/g底物，攪拌均勻后，置30-40℃下反應(yīng)1-10h；

(3)二次酶解：將(2)所得反應(yīng)液加入β-甘露聚糖酶ManA，添加量為1×10³-1×10⁴U/g底物，攪拌均勻后，置30-40℃下反應(yīng)1-10h；

(4)三次酶解：將(3)所得反應(yīng)液加入β-甘露聚糖酶BaMan113A，添加量為10-100U/g底物，攪拌均勻后，置30-40℃下反應(yīng)1-10h；

(5)將(4)所得反應(yīng)液沸水浴加熱10-20min，10,000-12,000rpm離心5-10min，收集上清液，即得半乳糖、甘露糖及甘露二糖混合物。

步驟(2)中α-半乳糖苷酶Gal27A氨基酸序列為SEQ ID NO:1所示。

步驟(3)中β-甘露聚糖酶ManA氨基酸序列為SEQ ID NO:2所示。

步驟(4)中β-甘露聚糖酶BaMan113A氨基酸序列為SEQ ID NO:3所示。