β-葡聚糖酶对β-1
β-葡聚糖酶活性测定
β-葡聚糖酶活性测定β-葡聚糖是由葡萄糖单体通过β-1，3和β-1，4糖苷键连接而成的D型葡萄糖聚合物，它主要存在于单子叶禾本科谷实中的糊粉层和胚乳细胞壁中。
β-葡聚糖酶属于水解酶类，能有效地降解β-葡聚糖分子中的β-1，3和β-1，4糖苷键，使之降解为小分子。
由于在饲料中，大麦的β-葡聚糖含量较高，难以被单胃动物消化利用，而且对饲料中各种养分的消化利用具有明显的干扰和抑制作用，成为麦类饲料中的抗营养因子。
在饲料中添加β-葡聚糖酶，能有效地消除β-葡聚糖的抗营养作用，促进饲料中各种养分的消化和吸收利用，增进畜禽健康。
在啤酒生产中，添加β-葡聚糖酶可以加快麦汁和啤酒的过滤速度、提高麦汁得率、增加可发酵糖的含量。
此外，β-葡聚糖酶在造纸工业、日化工业等其它许多方面也有着广泛的应用，对β-葡聚糖酶的研究将越来越受到人们的重视。
β-葡聚糖酶活力的测定方法主要有3种：还原糖测定法（分光光度法）、粘度测定法和底物染色法。
其中还原糖测定法简便实用，比较准确，而且结果重复性好，是广泛使用的一种酶活测定方法。
其原理是：β-葡聚糖酶能将β-葡聚糖降解成寡糖和单糖，其具有的还原基团在沸水浴条件下可与DNS试剂发生显色反应，显色的深浅与还原糖量成正比，而还原糖的生成量又与反应液中β-葡聚糖酶的活力成正比，因此，可以利用比色测定反应液的吸光度值来计算还原糖的生成量，从而得出β-葡聚糖酶的活力。
但在该测定方法的具体操作中存在一些影响酶活力测定结果的因素，本文即对还原糖法测定β-葡聚糖酶活力的几个重要影响因素进行研究，并得出最佳测定条件。
1 材料与方法1.1 菌株与培养基1.1.1 发酵产酶菌株黑曲霉（Aspergillus niger）A47菌株，由本实验室保藏。
1.1.2 固态发酵培养基麸皮70 g、米糠27 g、NH4NO3 2.95 g、微量元素液0.05 ml、蒸馏水100ml，pH值5.0，121 ℃灭菌20 min。
纤维素酶水解作用机制
纤维素酶水解作用机制00000纤维素酶由三类组成1)内切葡聚糖酶(endo-1,4-β-D-glucanase,EC3-2-1-4,也称EG酶或Cx酶);(2)外切葡聚糖酶(exo-1,4-β-D-glucanase,EC3-2-1-91),又称纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase,CBH)或C1酶;(3)β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,EC3-2-1-21),简称BG。
纤维素酶解是一个复杂的过程,其最大特点是协同作用。
内切葡聚糖酶首先作用于微纤维素的无定型区,随机水解β-1,4-糖苷键,产生大量带非还原性末端的小分子纤维素,外切葡聚糖酶从这些非还原性末端上依次水解β-1,4糖苷键,生成纤维二糖及其它低分子纤维糊精,在β-葡萄糖苷酶作用下水解成葡萄糖分子。
这种协同作用普遍存在,除了上述协同作用,还可以发生在内切酶之间,外切酶之间,甚至发生在不同菌源的内切酶与外切酶之间。
一般地说,协同作用与酶解底物的结晶度成正比。
纤维素酶优先作用于纤维素的无定形区域,对结晶纤维素有一定的降解,但难度较大"值得庆幸的是,通过研究,我们对结晶纤维素降解的作用机制已有了一定的认识在纤维素酶解的最初阶段,EG和CBH能引起纤维素的分散化和脱纤化,使纤维素结晶结构被打乱导致变性,纤维素酶深入到纤维素分子界面之间,使其孔壁!腔壁和微裂隙壁的压力增大,水分子介入其中,破坏纤维素分子之间的氢键,产生部分可溶性的微结晶。
纤维素酶中单个组分的作用机制与溶菌酶相似,遵循双置换机制。
2影响纤维素水解的主要因素2.1酶复合物的组分及其比例微生物产生的纤维素酶复合物不一定都有前述三类酶,而是因种类不同,差异较大。
酶复合物的组分及其比例决定了它对纤维素的水解程度,组分较齐,比例适当的酶复合物对纤维素的水解能力较强。
以研究得较多的菌种为例,丝状真菌能产生大量的纤维素酶(20g/L),三类酶都有,而且比例适当,一般不聚集形成多酶复合体,能降解无定纤维素和结晶纤维素。
泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A的表达、酶学性质及应用
泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A的表达、酶学性质及应用泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A是一种具有重要应用潜力的酶。
本文将从表达、酶学性质及其应用等方面进行介绍。
泡盛曲霉（Phanerochaete chrysosporium）是一种常见的木材腐朽菌，具有较强的生物降解能力。
在其生长过程中，泡盛曲霉会分泌一系列的纤维素降解酶，其中包括β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A。
这种酶能够降解木质素中的β-1,3-1,4-葡聚糖，对于木质素的降解起着重要作用。
在研究中，泡盛曲霉基因组中的Bglu12A基因被克隆并在大肠杆菌中表达，得到了大量的重组酶。
通过对重组酶的纯化和酶学性质研究发现，该酶的分子量约为45 kDa，最适温度为50°C，最适pH为6.0。
酶活受到金属离子的抑制，其活性可通过EDTA等螯合剂解除抑制。
此外，该酶具有良好的耐温性和耐酸碱性，可在较宽的温度和pH范围内保持一定的活性。
β-1,3-1,4-葡聚糖在食品工业、酿造业和纺织工业等领域有广泛的应用价值。
泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A作为降解这种多糖的高效酶，在这些领域中具有广泛的应用前景。
例如，在食品工业中，β-1,3-1,4-葡聚糖酶可以用于改善面包品质，增加面包的体积和口感。
在酿造业中，该酶可用于麦芽糖的制备和啤酒酿造等工艺中。
此外，该酶还可以用于纺织工业中的脱胶和印染等过程中，提高处理效果和工艺效率。
除了上述应用领域外，泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A还具有潜在的生物能源利用价值。
随着生物能源的快速发展，将木质纤维素转化为生物燃料成为可持续能源的重要途径之一。
泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A通过降解木质素中的β-1,3-1,4-葡聚糖，可以促进木质纤维素的降解，提高生物燃料的产量和质量。
综上所述，泡盛曲霉β-1,3-1,4-葡聚糖酶AaBglu12A是一种具有重要应用潜力的酶。
β-葡聚糖酶对β-1,3-葡聚糖的最佳酶解条件
β-葡聚糖酶对β-1,3-葡聚糖的最佳酶解条件张岩;高世勇;季宇彬【摘要】This paper studied on enzymolysis of β - 1,3 - glucan in the optimum of enzyme condition by β - glucanase. Effects of substrate concentration, enzyme amount, reaction temperature and reaction pH on yield of reducing sugar content were studied. On this basis, orthogonal were designed to investigate the enzymatic hydrolysis of time. The results showed that the optimum substrate was 1.4 mg/mL, enzymatic hydrolysis was 14 mg/mL, and temperature was 55 ℃, pH 5.5 for 10 mi nutes. In the condition, a maximum of reducing sugar hydrolysates yield was 95.30% .%研究β-葡聚糖酶对β-1,3-葡聚糖酶解的最佳条件.采用DNS显色法分别测定底物质量浓度、酶质量浓度、酶解的温度、pH值对酶解产物还原性糖质量分数的影响；在单因素基础上做正交优化试验,再对酶解时间进行考察.结果表明,最佳酶解条件为糖质量浓度1.4 mg/mL,酶质量浓度14 mg/mL,温度55℃,反应pH值为5.5,反应时间10 min,在此条件下酶解产物还原性糖质量分数最大,为95.30％.【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(027)005【总页数】5页(P654-658)【关键词】β-葡聚糖酶;β-1,3-葡聚糖;酶解作用【作者】张岩;高世勇;季宇彬【作者单位】哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心,哈尔滨150076;哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,哈尔滨150076;国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心,哈尔滨150076【正文语种】中文【中图分类】R284酵母β－1，3－葡聚糖是一种抗细菌、抗真菌、增强免疫活力、毒副作用低、生物活性强的高效生物应答物［1］，而且β－1，3－葡聚糖在医学上还可用于预防和治疗癌症、免疫缺陷等疾病［2］.多糖发挥生物活性的首要条件是将多糖溶于水中，但酵母β－1，3－葡聚糖水溶性又很低;100～200 ku分子量的高分子多糖表现出较强的生物活性，但其水溶性均比较差，而可溶性多糖如能基本保留大分子的生物活性，那么分子质量大都大于10 ku［3］.分子质量的大小和水溶性的强弱对抗肿瘤活性的表达都有一定的影响［4］.β－1，3－葡聚糖经酶水解后可改善其水溶性，提高其利用率.因为β－1，3－葡聚糖经酶水解后多聚糖苷键断裂，葡聚糖降解为还原糖或寡糖，其分子质量减小，聚合度降低，从而提高其水溶性［5］.β－葡聚糖酶含外切β－1，3－葡聚糖酶和内切β－1，3－葡聚糖酶，它们都可以将β－1，3－葡聚糖水解，从而使分子质量降低.酶的活性又受多种因素的影响，如酶质量浓度、底物质量浓度、温度、pH值.为使酶发挥最大活性，就要先了解β－葡聚糖酶的最佳酶解条件.因此本文从β－1，3－葡聚糖被降解为还原糖的得率大小观察β－葡聚糖酶的最佳酶解条件.1 材料与仪器1.1 药品β－1，3－葡聚糖(宜兴市德圣化工有限公司);β－葡聚糖酶(由湖州礼来生物技术有限公司).1.2 试剂酒石酸钾钠(哈尔滨市化工试剂厂);3，5－二硝基水杨酸(天津市光复精细化工研究所);氢氧化钠(天津市大陆化学试剂厂);苯酚(天津市光复精细化工研究所);无水亚硫酸钠(哈尔滨市化工试剂厂);醋酸钠(天津市百世化工有限公司);醋酸(天津市耀华化学试剂有限公司);无水葡萄糖(上海化学试剂采财供应端经销).1.3 仪器分析天平(奥豪斯国际贸易有限公司);S－25 pH计(上海雷磁仪器厂);752型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司);W201数控恒温水浴锅(上海申胜生物技术有限公司);DK2电热恒温振荡水槽(上海恒科技有限公司).1.4 试剂的配置1.4.1 DNS 溶液的配置称取酒石酸钾钠182.0 g，溶于500mL的单蒸水中(不断的搅动并加热，温度不超过50℃)，按顺序加入 3，5－二硝基水杨酸 6.3 g，262mL 2 mol/L的氢氧化钠溶液，水浴溶解.再加入苯酚5.0 g和无水亚硫酸钠5.0 g，充分搅拌溶解，冷却后用水定溶至1000mL.储存于棕色瓶并放置冰箱中，7 d后方可使用.1.4.2 醋酸－醋酸钠缓冲溶液取醋酸钠54.6mg，加1 mol/L醋酸溶液20mL溶解后，加水定容至500mL，即pH值为6.0.利用pH计的数值大小来相应的加醋酸钠或醋酸溶液，达到所需pH 值.2 实验方法2.1 葡萄糖标准曲线的绘制精密称取105℃下恒重的无水葡萄糖标准品0.1000 g溶于100mL蒸馏水，配置成1mg/mL的葡萄糖溶液.准备20mL试管30支，做3个平行，编号1、2、3、4、5、6、7、8、9、10.分别吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9mL，加入试管中，用单蒸水补加到1.0mL.然后加入2mL DNS溶液，震荡混匀于沸水中煮5min，冷却后加入9mL蒸馏水稀释混匀，用空白调零点，于540 nm处测定吸光度值，记录OD540，绘制出标准曲线(以葡萄糖质量浓度为横坐标，以OD540为纵坐标)［6］.2.2 酶活力测定加入0.5mL β－1，3－葡聚糖溶液，50 ℃预热10min，加入0.1mL β－葡聚糖酶溶液，并在空白样补加灭活的酶0.1mL，补加单蒸水0.4mL，混匀后反应10min加入2mL DNS溶液，煮沸5min.在540 nm下测定OD值［6］.(酶活单位定义在上述测定条件下，每分钟从底物溶液中降解释放1μmol还原糖所需要的酶量为1个酶活单位，简称U).稀释后的酶液OD540在0.2～0.5之间为宜.2.3 糖质量浓度对酶活性的影响向各个试管中依次加入 0.2、0.8、1.4、1.6、1.8、2、2.4、3、3.6、4mg/mL 糖溶液 0.5mL，预热到50℃，加稀释后的酶液0.1mL，pH值为中性的缓冲液0.4mL(三个平行组)，50℃水浴10min，用DNS中止反应，煮沸5min;做空白对照，取灭活的酶 0.1mL、加单蒸水 0.5mL、缓冲溶液 0.4mL.冷却后加9mL单蒸水，在540 nm下，测还原性糖质量浓度.2.4 酶质量浓度对酶活性的影响取一定质量浓度的糖溶液0.5mL，预热到50℃，向各个试管中依次加入 0.5、1、6、10、14、18、20、25、30mg/mL 酶液 0.1mL，pH 值为中性的缓冲液0.4mL(三个平行组)，50℃水浴10min，用DNS中止反应，煮沸5min;做空白对照，取糖溶液0.5mL、加单蒸水0.1mL 和缓冲溶液0.4mL.冷却后加9mL单蒸水，在540 nm下，测还原性糖质量浓度.2.5 温度对酶活性的影响取稀释后的酶液0.1mL，预热到50℃，加入一定质量浓度的糖溶液0.5mL，加pH为中性的缓冲液0.4mL(三个平行组)，分别在 30、35、40、45、50、55、60、65、70、75 ℃下水浴10min，用 DNS 中止反应，煮沸5min;做空白对照，取灭活的酶0.1mL、糖溶液0.5mL 和缓冲溶液 0.4mL.冷却后加9mL单蒸水，在540 nm下，测还原性糖质量浓度.2.6 pH值对酶活性的影响取稀释后的酶液0.1mL，预热到50℃，加入一定质量浓度的糖溶液0.5mL，向各个试管中依次加入 pH 值为 3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5缓冲液0.4mL(三个平行组)，50℃水浴10min，用DNS中止反应，煮沸5min;做空白对照，取灭活的酶 0.1mL、糖溶液0.5mL 和单蒸水 0.4mL.冷却后加9mL单蒸水，在540 nm下，测还原性糖质量分数.2.7 时间对酶活性的影响取一定质量浓度的酶和糖溶液在固定温度下反应 1、5、10、20、30、40、50、60、90、120、150、180min(3个平行组)在540 nm下的OD值，测还原性糖质量浓度.3 实验结果3.1 葡萄糖标准曲线的绘制见表1.表1 葡萄糖标准曲线表编号葡萄糖/mL 水/mL 葡萄糖质量(浓度/mg·mL－1)A 10 1.0 0 02 0.1 0.9 0.1 0.1413 0.2 0.8 0.2 0.2494 0.3 0.7 0.3 0.3605 0.4 0.6 0.4 0.4786 0.5 0.5 0.5 0.6037 0.6 0.4 0.6 0.7408 0.7 0.3 0.7 0.8599 0.8 0.2 0.80.96910 0.9 0.1 0.9 1.094以吸光度为纵坐标，葡萄糖质量浓度为横坐标，得到葡萄糖标准曲线，如图1所示，经回归处理得到线性方程 y=1.2095x+0.005(r=0.9995)线性范围:0 ～0.9mg/mL.图1 葡萄糖标准曲线3.2 底物中糖质量浓度对酶解产物还原性糖得率的影响在β－葡聚糖酶的作用下，β－1，3－葡聚糖糖苷键断裂，降解为寡糖或还原性糖.从图2中得出，最适底物质量浓度范围为1.4～1.8mg/mL，此时还原性糖质量分数较高;最适的底物质量浓度为1.6mg/mL，此时还原性糖质量分数达到最大.最初随底物质量分数增加，还原性糖质量分数增加;增加到一定程度，随底物质量浓度继续增加，曲线又呈下降趋势.曲线下降主要是因为底物质量浓度增大的同时，反应体系的黏度也在增大，阻碍了底物与酶的接触;或者是酶量一定时，底物达到饱和.图2 糖质量浓度对酶解产物还原性糖得率的影响3.3 酶质量浓度对酶解产物还原性糖得率的影响从图3中得出，最适酶质量浓度范围为6～14mg/mL，此时还原性糖的质量分数呈增加趋势并且逐渐减小;但当酶质量浓度为10mg/mL时，还原性糖质量分数增加幅度最小，并逐渐趋于平衡.主要因为开始酶质量浓度小，底物没有完全降解，而增加到一定程度时底物经酶作用趋于完全降解.图3 酶质量浓度对酶解产物还原性糖得率的影响3.4 温度对酶解产物还原性糖得率的影响图4 温度对酶解产物还原性糖得率的影响从图4中得出，最适温度范围为45～55℃时，还原性糖质量分数较高;最适的温度为50℃，此时还原性糖质量分数达到最大.最初随温度增加，还原性糖质量分数增大，说明酶活增大;温度增加到一定温度，超过酶的活性范围时，对酶有破坏作用，还原性糖质量分数降低，酶活减小.3.5 pH值对酶解产物还原性糖质量分数的影响从图5中得出，最适pH范围为5～6时，还原性糖质量分数较高;最适pH值为5.5时，还原性糖质量分数最大.其下降的趋势主要由于pH值超过酶活性范围时，pH改变了酶的空间结构，从而使酶活性降低.图5 pH值对酶解产物还原性糖质量分数的影响3.6 β－葡聚糖酶酶解的条件优化为了使反应条件达到最佳，得到最大的还原性糖质量分数，在以上单因素的基础上，以底物中糖质量浓度、酶质量浓度、温度、pH值为试验因素，进行四因素三水平的正交试验，表2为正交试验结果及分析，表3为方差分析结果.表2 正交试验结果及分析表3 方差分析结果来源自由度偏差平方和均方 F值 Pr＞F A 13455.093455.091829.04 ＜0.0001 B 1 44.39 44.39 23.05 0.0003 C 1 23.83 23.83 12.61 0.0032 D 1 6.83 6.83 3.61 0.0781误差14 26.45 1.89从表2、3中可以看出，底物中糖质量浓度的各水平间的差异极显著，酶质量浓度和温度各水平间的差异显著，而相对来说温度次之，pH值影响最小.综合各因素对还原性糖质量分数的影响，最优组合为A1B3C3D2，即反应体系中糖质量浓度为1.4mg/mL，酶质量浓度为14mg/mL，反应温度为55℃，反应pH值为5.5，还原性糖质量分数为95.30%.3.7 酶解时间对酶解产物还原性糖得率的影响在糖质量浓度为1.4mg/mL，酶质量浓度为14mg/mL，反应温度为55℃，反应pH值为5.5的条件下，研究不同水解时间对还原性糖质量分数的影响，如图6所示.反应时间对酶活力有一定的影响，反应时间为1min时，由于时间太短，底物与酶没有充分接触，还原性糖质量分数较小;随着时间的增加还原性糖质量分数增加;反应时间从10min开始，还原性糖质量分数趋于平衡，随着时间的延长，还原性糖质量分数逐渐趋于平衡.图6 酶解时间对还原性糖质量分数的影响4 讨论β－葡聚糖酶(β－glucanase)是一类水解酶，包含了所有能分解β－糖苷键连接的葡萄糖聚合物的酶系.β－葡聚糖酶主要来源于微生物和植物，但人和动物体内缺乏［7］.其不但降低底物的聚合度，而且不改变糖的天然结构，不会影响或降低其生物活性［8］.由于作用方式不同，β－葡聚糖酶可分成外切和内切，如外切β－1，3－葡聚糖酶、外切β－1，4－葡聚糖酶、内切β－1，3－葡聚糖酶、内切β－1，4－葡聚糖酶［9］.β－葡聚糖酶［10］由于可以降解β－葡聚糖分子中的β－1，4和β－1，3糖苷键，使其降解为小分子量片段，失去黏性和亲水性，使单胃动物肠道中内容物的特性、肠道微生物的作用环境、消化酶的活性等发生变化，而利于营养物质在动物体内的消化和吸收，加快生长性能以及粮食的转化率.目前β－葡聚糖酶在各领域发挥着巨大的作用，如饲料、纺织、造纸、食品、日化等［11］.酶是由细胞产生的具有催化能力的蛋白质.酶反应的优点是不改变其结构，反应条件温和，对生物活性影响小，无毒副作用，应用广泛.其又具有显著的特点，如高度专一性、较高催化效率以及可调控的酶活性等［12］.但酶法降解对试验的条件要求比较高，为了使酶发挥更大的作用，就要先确定底物质量浓度、最适温度、pH值、酶质量浓度、最适时间等条件［13］.我国有十分丰富的酵母资源，年产万吨的酵母泥，我国对其没有很好的重视和利用，而作为廉价饲料或作为废物丢弃，既造成资源浪费又造成环境污染［14］.对酵母废泥充分开发利用，使其中较丰富的β－1，3－葡聚糖被充分利用，如β－1，3－葡聚糖被降解后产生的寡糖不论从溶解性还是生物活性角度比较均优于多糖，利用酶将β－1，3－葡聚糖降解为寡糖，可以开发出价值较高的寡糖产品［15］，提高β－1，3－葡聚糖的利用率，而且有极大的经济效益.β－葡聚糖酶对β－1，3－葡聚糖的降解作用，酶的活性受多种因素的影响.本文从底物质量浓度、酶质量浓度、最适温度以及pH值为单因素对酶解后的产物中还原性糖得率的影响，得出最适条件.在此基础上进行四因素三水平的正交试验，优化酶解条件，以期得到得率最大的还原性葡聚糖.最佳条件确立后，进而研究酶解时间.实验结果表明，β－1，3－葡聚糖质量浓度为1.4mg/mL，β－葡聚糖酶质量浓度为 14mg/mL，反应温度为55℃，反应pH值为5.5，反应10min，还原性糖得率最大，为95.30%.本文的研究内容为提高β－1，3－葡聚糖的利用价值提供了依据.参考文献:［1］KOGAN G.(1→3，1→6)－β－D－Glucans of yeasts and fungi and their biological activity［J］.Studies in Natural Products Chemistry，2000，23:107－152.［2］郭晓，高克祥，印敬明，等.螺旋毛壳ND35β－1，3－葡聚糖酶的诱导、性质及其抑菌作用［J］.植物病理学报，2005，35(6):493－503.［3］段会轲.水溶性酵母β－1，3－葡聚糖的酶法制备及其抗肿瘤活性研究［D］.武汉:华中农业大学，2007.［4］陈春锋，杨晓彤.药用真菌β－(1→3)－D－葡聚糖构效关系及检测方法研究进展［J］.微生物学通报，2006，33(5):150－151.［5］韩晶，李宝坤，李开雄，等.β－葡聚糖酶的特性与应用研究［J］.中国酿造，2008(17):4－7.［6］杨贵明，蒋爱华，薛秋生.用DNS光度法测定还原糖的条件研究［J］.安徽农业科学，2006，34(14):3246.［7］熊涛，徐立荣，曾哲灵.β－葡聚糖酶的研究进展［J］.四川食品与发酵，2006(6):1－4.［8］王云川，殷蔚申.β－1，3－葡聚糖酶的研究和应用［J］.微生物学通报，1998，25(2):74－76.［9］邹东恢，江洁.β－葡聚糖酶的开发与应用研究［J］.农产品加工学报，2005，(8):7－9.［10］OFFICER D I.Effect of multi－ enzyme supplements on the growth performance of piglets during the pre and postweaning periods［J］.Animal Feed 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β-葡聚糖
β-葡聚糖β-葡聚糖是用独特的工艺开发的一种新的产品，其来源于新鲜的食品啤酒酵母。
它是一种多糖，主要化学结构β-1，3 葡聚糖和β-1，6葡聚糖，其中前者具有抗肿瘤性质，而且能够极大地提高人体自然免疫力。
简介Glucan，为D-葡萄糖单体借由糖苷键的键结所形成的多糖。
由于D-葡萄糖残基彼此间结合样式的不同而分为多种，广泛分布于微生物、植物、动物界。
其中异碳头糖苷键是以β方式连接的为β-葡聚糖，如褐藻类的海带多糖（laminarin，主要以β-1，3键），地衣类的木聚糖（β-1，4和β-1，3键），高等植物的纤维素、（β-1，4结合）等[1]。
特点1. 优良免疫激活剂2. 强大的自由基清除剂3. 激活巨噬细胞、噬中性细胞等清除由辐射造成细胞分解碎片4. 能够使巨噬细胞辨别和破坏变异细胞5. 协助受损组织如淋巴组织细胞加速恢复产生细胞素（IL-1）6. 促使包括抗生素，抗真菌，抗寄生药在内的其他药物更好地发挥效用7. 减低血液中的低密度脂肪，提高高密度脂肪，减少高血脂的发生性状无色或略黄色粘稠溶液、略特性的的气味用途1．健康食品营养补充2．胶囊类3．功能饮料、口服液等4．医药及化妆品配料5．其他抗衰老、抗辐射等功能性食品测定方法β-葡聚糖含量的测定方法，大致可归纳为如下几类：（1）粘度法：其原理是大麦抽提液的粘度主要由β-葡聚糖产生(Burnett，1966；White等，1983)。
这种方法可靠性较差，因为不同来源的β-葡聚糖的分子量不同；而在葡聚糖含量相同时，分子量较大者产生的粘度较大，这样β-葡聚糖粘性的大小并不完全取决于其含量，也取决于分子量大小(Sanlinier等，1994)。
另外，抽提条件对其粘度有明显的影响。
（2）沉淀法：其原理是利用特定的盐或有机溶剂沉淀抽提液中的β-葡聚糖(Wood，1986)。
该方法的局限性在于抽提不能完全排除其它物质的干扰。
在高温下抽提时，抽提液中含有其它成分如淀粉等，因而干扰测定的结果。
真菌β-1,3-葡聚糖合酶——一种抗真菌药物的靶标
中 图 分 类 号 ： Ｑ ３ ９６
随 着 医 药 的发 展 ．尤 其 是 广谱 抗 生 素 、类 固
醇 药 、治 疗 肿 瘤 的细 胞毒 素 药 物 以及 器 官 移植 中 免 疫 抑制 剂 等 的使 用 ．严 重威 胁 生命 的 真 菌感 染 呈 增 长 趋 势 ．但 是 目前 防 治 真 菌 的 药 物 却 很 少 ． 且 副 作用 大 ．疗 效 差 ．因 此 急 需 寻 找新 的 抗 真 菌 药 物 由于 ３ １３ 葡 聚糖 是 真 菌 细胞 壁 特 有 的 必 － ，一
真菌 ｐ １３ 葡聚糖 合酶—— 一种抗真菌药物 的靶标 一 ，一
陈 婕 崔 志峰
（浙 江 工 业 大 学 生 物 与 环 境 工 程 学 院 ， 杭 州 ３ ０ ３ １０ ２）
摘 要 ： 真 菌 Ｂ １３ 葡 聚 糖 合 酶 （一 ，一 ｌ ａ ｙｔａｅ Ｓ是 由 催 化 亚 基 和 调 节 亚 基 组 成 的 酶 复合 体 。 在 酿 酒 一 ，一 ｐ １３ ｇｕ ｎｓｎ ｓ ，Ｇ ） ｃ ｈ 酵母 中 Ｇ Ｓ的 催 化 亚 基 是 由 ２个 序 列 高 度 相 似 的 基 因 Ｆ Ｓ Ｋ １和 Ｆ Ｓ Ｋ ２编 码 的 ．在 其 他 酵 母 中 也 存 在 多 个 与 酿 酒 酵 母 Ｆ Ｓ相 似 的基 因 ．而 在 大 多 数 丝 状 真 菌 中 只 存 在 １个 Ｆ Ｓ基 因 。 文 中 主要 介 绍 酿酒 酵 母 和 其 他 重 要 真 菌 中 Ｋ Ｋ
Ｂ ｌ 一 聚 糖 合 酶 的 晶 体 结 构 至 今 仍 未 解 决 ［。 —， 葡 ３ １ ＿
酿 酒 酵 母 （ａｃ ａｏ ｙ ｅ ｅｅｉａ １ 的 Ｂ ｌ 一 Ｓ ｃｈｒｍ ｃｓｃｒｖ ｉ 中 ｓｅ — ， 葡 ３ 聚 糖 合 酶 是 目前 研 究 得 最 清楚 的 ．编 码 该 酶 催 化 亚 基 的 有 ２个 序 列 高 度 相 似 的 基 因 ｆ Ｋ １和 Ｓ Ｆ Ｆ Ｓ） Ｋ Ｋ ２ ．Ｆ Ｓ的 名 称 来 自于 对 免 疫 抑 制 剂 Ｆ ５ ６ Ｋ ０
β-1,3-葡聚糖及酶的应用
β-1，3-葡聚糖和酶的应用Wuhuan120130178摘要：β-1，3-葡聚糖是由β-1，3-葡萄糖苷键聚合而成的高分子化合物，具有三股(超)螺旋结构，使其具有较强的生物活性。
β-1，3-葡聚糖是源于天然的原料，无毒性、无刺激性。
若将改产品应用于保健用品领域，未来市场前景将十分广阔。
β-1，3-葡聚糖酶可以将β-1，3-葡聚糖随机分解成为糊精或寡聚糖化合物的水解酶，在植物的发育和抗病中起到了很重要的作用，另外还可以很好的应用于食品、酿造、饲料和日化等工业方面，具有非常大的经济价值。
本文主要从β-1，3-葡聚糖和酶的生物结构特性出发，研究其作用机理和应用领域，以及β-1，3-葡聚糖和酶的发展前景。
关键词：β-1，3-葡聚糖；酶；机理；应用1.引言β-1，3-葡聚糖(glucan)是一类广泛存在于微生物（细菌、真菌、藻类、地衣）、植物乃至动物体内的大分子多糖，在酵母等真菌细胞壁中的质量分数较高可达20%~25%细胞干质量，其中85%左右为β-1，3-葡聚糖[1]。
β-1，3-葡聚糖具有能增强免疫调节、抗肿瘤调节血糖平衡和降低胆固醇、促进肠道益生菌增殖，预防肠癌、改善皮肤外观和祛除皱纹等生物活性，是一种良好的生物效应调节剂。
已获准上市的有香菇多糖(lentinan)、裂桐菌多搪(schizo-phyllan)等，对肿瘤、感染等疾病具有重要的治疗作用。
β-1，3-葡聚糖酶是一种可以将β-1，3-葡聚糖催化为葡萄糖等小分子化合物的水解酶，β-1，3-葡聚糖酶参与植物的多种生长发育过程，在植物抗病过程中扮演着重要角色β-1，3-葡聚糖酶可直接攻击真菌菌丝上的葡聚糖，抑制真菌的生长[2]。
此外，β-1，3-葡聚糖酶还可应用啤酒工业中，使啤酒和葡萄酒的澄清，在畜禽生产的饲料中增加禽畜的采食量等方面，具有极高的应用价值。
随着生物技术的迅猛发展。
具有生防价值的β-1，3-葡聚糖酶以及其转基因的研究也受到了广泛的重视并取得了较大的进展。
β-葡聚糖酶
植物β－1，3－葡聚糖酶的研究进展β-1,3-葡聚糖酶参与了植物的多种生长发育过程，包括细胞分裂、小孢子发生、花粉萌发、育性、韧皮部胼胝质去除、受精、种子萌芽及植物生长调控等过程。
20世纪70年代以前，对β-1,3-葡聚糖酶的研究主要集中于它对植物本身不同发育阶段的作用，随着分子生物学技术在植物抗病基因工程中的逐步应用，β-1,3-葡聚糖酶基因的抗病研究取得了快速发展。
目前，β-1,3-葡聚糖酶基因在植物抗病基因工程研究中已被认为是最具吸引力的基因之一。
1 β-1,3-葡聚糖酶基本生物学特性和分类已知的β-1,3-葡聚糖酶均属于糖基水解酶第十七家族，其成员具有共同的氨基酸序列结构：(LIVM)一x一(LIVM-FVW)3一(STAG)-E-(ST)-G- W-P-(Srr)-X-G．(Lan等，1998)，β-1,3-葡聚糖酶分为外切酶和内切酶，目前主要研究的是内切酶。
它的分子量为32-37kD，等电点从酸性到碱性。
它的作用底物为以β-1,3-苷键连接起来的多聚糖，以随机作用方式将多聚糖分解成为糊精或寡聚糖。
各种类型的β-1,3-葡聚糖酶已从多种植物中分离出来。
根据其等电点、定位、mRNA表达模式及序列的同源性等特点可将其分为四种不同类型。
I类葡聚糖酶为碱性，主要存在于液泡中，体外具较强抑菌活性。
碱性β-1,3-葡聚糖酶通常具有1个液泡定位的羧基末端多肽(carboxyl terminal polypetide，CTPP)结构，CTPP中往往含有糖基化位点即CTPP切除信号氨基酸结构， CTPP的缺乏使得β-l,3-葡聚糖酶分泌到胞外，因此，CTPP存在与否成为β-1,3-葡聚糖酶分类的重要依据。
现已分离出三种编码I类葡聚糖酶的cDNA，它的前体蛋白含有N一端信号肽及C一端液泡导向肽序列。
在根及老叶中组成型表达．占可溶性蛋白的5％-10％，且主要分布在叶的表皮细胞层中。
受病源菌、乙烯、水杨酸、伤口、UV等因素诱导，但被auxin ／cytokine所抑制，并受发育的调节。
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浓度 、 酶质量浓度、 酶解 的温度 、Ｈ值 对酶解产物还 原性糖质 量分数的影 响； 单 因素基 础上做 正 交 ｐ 在 优化试验 ， 再对酶解时间进行考察．结果表 明 ， 最佳 酶解 条件 为糖 质量浓度 １４ｍｇｍＬ 酶质量 浓度 ． ／ ，
第２卷 第５ ７ 期
２１ 年 １ ０ ０月 １
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报（ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨａｂｎＵｎｖ ｒｉ ｆＣ ｍｍｅｃ Ｎ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃｓ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｒ ｉ ｉｅｓ ｙｏ ｏ ｔ ｒ ｅ（ ａｕ ａ ｉ ｅ ｉｏ ） Ｓ ｎ Ｅ ｉ
１ ｇ ｍ ， 度 ５ ４ｍ ／ Ｌ 温 ５℃ ， 应 ｐ 值 为 ５５， 应 时 间 １ ｉ， 此 条 件 下 酶 解 产 物 还 原 性糖 质 量 分数 最 反 Ｈ ． 反 ０ｍ ｎ在
大． ９ ３ ％． 为 ５． ０
关键词 ： 一葡聚糖酶 ； 一１３一葡聚糖 ； ， 酶解作用
中 图分 类 号 ： ２４ Ｒ８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６２— ９ ６ ２ １ ）５— ６ ４— ５ １７ ０４ （０ １ ０ ０ ５ ０
ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ５ ℃ ，ｐ ． ｏ ０ ｍｉ ｕ ｅ ．Ｉ ｈ ｏ ｄ ｔ ｎ，ａ ｍａ ｉ ｍ ｆ ｅ ｕ ｉ ｇ ｓ ｇ ｒ ｅ ａｕ ｅ ｗ ｓ５ Ｈ ５ ５ ｆｒ １ ｎ ｔｓ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｉ ｘｍｕ ｏ ｄ ｃｎ ｕ ａ ｒ
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／一葡 聚 糖 酶 对 一１ ３一葡 聚 糖 的 最 佳 酶 解 条 件 ［ ； ，张 岩 ， 高世 勇 ， 宇彬 季 ＇
（１ ．哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究 中心 ， 哈尔滨 １０７ ； ５ ０ ６ ２ ．国家教育部 抗肿瘤天然药物工程研究 中心 ， 哈尔滨 １０ ７ ） ５０ ６
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用 于预防 和治 疗癌 症 、 疫 缺 陷 等疾 病 ． 免 多糖 发
生物活 性 ， 么 分 子 质 量 大 都 大 于 １ ｕ ． 子 那 ０ｋ 分 质量 的大小 和水 溶性 的强 弱 对抗 肿瘤 活 性 的 表达 都 有一 定 的影 响 Ｊ 一１３一葡 聚 糖 经 酶 水 解 后 ． ，
（ ． ｅｔ ｆ ｉ ｃ ｎｅａ ｄＥ ｖ ｏｍｅｔ ｃ ｎ ｅ Ｈ ｒｉ ｎｖｒｔ ｏ ｏ ｍ ｒｅ １ Ｃ ｎｅ ｏ ｆ Ｓｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｓｉ ｃ ， ａｂｎＵ ｉｅｓｙ ｆ ｍ ｅｃ ， ｒ Ｌｅ ｅ ｒ ｌ ｅ ｉ Ｃ
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Ｋｅ ｒ ｓ ／ ｌｃ ｎ ｓ ； 一１ ３一ｇｕ ａ ｙ ｗｏ ｄ ： ３一ｇｕ ａ ａｅ ， ｌｃ ｎ；ｅ ｚｍａｉ ｈ ｄ ｏｙ ａｅ ｎ ｙ ｔ ｙ ｒｌｓｔｓ ｃ
酵母 一１３ 葡聚糖是一种抗细菌、 ，一 抗真菌 、 增强免疫活力、 毒副作用低 、 生物活性强的高效生 物 应答物 Ｊ而 且 一１３一葡 聚糖 在 医学 上还 可 ， ，
Ｓｕ ｙｏ ｆ —ｌ３一 ｌｃｎｂ 一ｇｕ ａ ａｅｉ ｐｉ ｍ ｔｄ ｆ ｌ ， ｇｕ ａ ｙＪ ｌｃｎ ｓ ｏ ｔ ［ ； ｎ ｍｕ
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