二硫键影响GH11木聚糖酶稳定性研究进展

低聚木糖具有改善肠道微生态的益生作用,在降血糖、降血压、防止便秘等方面表现出良好的保健效果。近年来,利用生物酶技术制备功能性低聚木糖的相关研究受到广泛关注。糖苷水解酶(glycoside hydrolase, GH)11家族木聚糖酶具有底物特异性强和催化效率高的特点,在低聚木糖生产应用中表现出显著优势;然而,大多数天然GH11木聚糖酶存在稳定性较差的问题,无法满足工业生产中高温、酸、碱等极端条件的要求。利用酶工程技术对天然木聚糖酶进行分子改造,以适应高温、酸、碱等生产条件,使底物特异性强、催化效率高的酶相对稳定地发挥作用,对于制备功能性低聚木糖的工业生产具有重要的实际意义。根据GH11木聚糖酶的分子结构及其特点,通过比较其分子内相互作用力对酶热稳定性的影响,发现二硫键在改善酶的稳定性方面具有十分显著的优势。基于对GH11木聚糖酶结构的分析,总结了引入二硫键的常规策略,比较了酶在不同区域引入不同数量二硫键对GH11木聚糖酶稳定性的改善效果,对引入二硫键后酶稳定性显著变化的几个区域进行定位,并指出多个二硫键对改善酶稳定性的作用方式,希望为提高酶稳定性的酶分子改造研究提供基础数据,为拓宽GH11木聚糖酶工业应用范围提供科学参考。