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酶工程论文 西北大学 生物工程 周智 （2009115261） 几丁质酶的概述 西北大学 生物工程 周智（2009115261） 摘要：本文就几丁质酶的基本结构和功能作一概述并就其研究进展进行探究。 关键词：几丁质酶 筛选方法 测定方法 性质 功能 几丁质是由 N一乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的高分子聚合物 ，广泛存 在于 自然界 ，特别是海洋中．据统计 ，几丁质的全球年生物合成量超过t，是仅次于纤维素的第二大可再生资源．几丁质的降解产物几丁寡糖 、壳 聚糖和 N一乙酰氨基葡萄糖具有抗菌 、抗肿瘤等活性 ，因而具有广泛的应用前景，目前这些产品一般用化学降解的方法来制取 ，造成较严重 的环境污染 ，而用几丁质酶降解法能克服这个缺点 ，而且能控制降解的程度 ． 几丁质酶的简介 催化几丁质水解生成N-乙酰葡糖胺反应的酶。EC 3．2．1．14。是卡勒和霍夫曼（P．Karrer，A．Hofmann，1929）从蜗牛（Helix pomatia）的胃液（中肠腺分泌液）中发现的，性质不详。此外，在昆虫的蜕皮腺分泌液中也可找到，具有消化和吸收老的角质层的作用。在昆虫的蜕皮液、扁桃（almond）的果皮和霉状菌中也有所发现。 　 几丁质又名甲壳胺，是甲壳类动物（如虾、蟹）、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳中的甲壳质，经脱乙酰化（提取）制得的一种天然高分子多糖体，是动物性的食物纤维。几丁质脱乙酰化的程度越高，发挥的生理效应也越强，尚赫几丁质脱乙酰度可以达到来90%以上。国际医学营养食品学会将这种物质命名为除糖、蛋白质、脂及、维生素和矿物质五大生命要素后的第六大生命要素，因此越来越受到广泛关注，它完全不同于一般天然营养品，它就是几丁质。几丁质是广泛存在于自然界的一种含氮多糖类生物性高分子，主要的来源为虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳与软件动物的器官（例如乌贼的软骨），以及真菌类的细胞壁等。其蕴藏量在地球上的天然高分子中占第二位，估计每年自然界生物的合成量可达1×1011吨，仅次于纤维素。 一般由虾蟹壳提炼的几丁质，约含有15%的胺基（-NH2）与85%的乙醯基（-COCH3）。几丁质不溶于一般的弱无机酸或有机溶剂，且不溶于碱液中，只溶于强无机酸。几丁质具有强吸湿性，保湿效果亦相当好，并且具有吸附重金属离子的功能。ku[．大多数细菌性几丁质酶有酸性的等电点，放线菌的一般为中性或碱性，而植物的几丁质酶往往有非常酸性或非常碱性的 pI．大多数细菌性几丁质酶的最适pH为酸性或碱性，而放线菌和真菌的最适 pH常是酸性的 J．关于几丁质酶 的热稳定性，一般在6O℃以下稳定，但地衣芽孢杆菌的几丁质酶在 IO0~C处理 10min后仍有一半多活性．WangSL发现一种假单胞菌Pseudomon asaeruginosa K-187的胞外几丁酶F2有与地衣芽孢杆菌几丁质酶相似的热稳定性．值得注意的是近来 Tanaka从嗜高热古细菌 kodakaraensis KOD1中分离到了抗热性很强的几丁质降解酶，ChiA的最适作用温度是85℃，在100℃处理 3min后失活，但其缺失 C端的同系物 ChiAA2耐热性很强，在 100℃处理3h后仍保留70％的酶活力，这极大地拓展了几丁质酶的应用范围． 表达几丁质酶的基因 不同的微生物具有不同的几丁质酶基因，即使同一种微生物内也会有不同的几丁质酶基因，这可能与生物进化过程 中几丁质酶基因的获得方式有关 ．Techkamjanaruk从 海洋 细菌 Pseudoalteromonasp．S91中分离到 5个几丁质降解基因ll6J．Saito在一株链霉菌 Streptomycescoelicolor中分离到了 7个几丁质酶基因，其中5个为第18家族几丁质酶，2个为 19家族．18家族的基因变异幅度很大，在它们编码结构域和催化域 的核苷酸组成上显示出多样性．ChiE分子最大，从N端到C端依次为：信号序列、几丁结合序列、串联重复的两个ifbronectinⅢ型区域(这二个区域有 50％的同源性)和一个催化区，ChiC与 ChiE相似，但缺少一个ifbronectinⅢ型区域，ChiD只包含一个信号序列和一个催化区．它们之间氨基 酸 的同源性为：C与D74％，D与E34％，C与E36％；C与E间的结合序列、Ⅲ型区域和催化区的核苷酸序列同源性分别为38％、43％和36％，而A与B之间这三个区的同源性为62％、50％和38％．ChiF、ChiG为第19族，它们的序列高度保守，催化区序列间的同源性达84％，即便与 s．griseus的 19族基因ChiC的催化区也有70％以上的同源性．Watanabe认为这种高度保守的催化区与抗真菌活性有关_1，但也有人认