甲壳素脱乙酰酶作用机理及基因表达的研究进展.pdfVIP

716 中国医药工业杂志 36(11) 甲壳素脱乙酰酶作用机理及基因表达的研究进展 彭益强 方柏山 (华侨大学工业生物技术研究所 福建泉州 362021) 摘要 综述了甲壳素脱乙酰酶(CDA)催化甲壳素脱乙酰基的多点进攻作用机理 酶法制备壳聚糖的特性以及克隆表达CDA 基因的研究进展 关键词 甲壳素脱乙酰酶 甲壳素 壳聚糖 综述 中图分类号 Q556 文献标识码 A 文章编号 1001-8255(2005)11-0716-04 甲壳素(chitin)是由N- 乙酰-D- 氨基葡萄糖通过 壳素结晶成微纤维状 CDA 难进入分子内部 故 - (1 4)- 糖苷键联结的直链多糖 是总量仅次于 难以脱除乙酰基 纤维素的天然均聚物 其脱乙酰化产物壳聚糖 CDA 作用机理的研究多以壳聚多糖和甲壳寡糖 (chitosan )可广泛应用于医药 食品 日用化工等 为对象 以来源于毛霉菌Mucor rouxii 的CDA 对水 领域 壳聚糖具有广谱抗菌作用[1] 其脱乙酰度 溶性壳聚多糖(30 单位聚体)进行了约30 的随机脱 1 13 分子量等对其在医药 食品等方面的应用有很大影 乙酰反应 通过 HNMR 和 CN MR 检测 发现酶 响 甲壳素脱乙酰酶(chitin deacetylase CDA)是 水解乙酰基反应是多点进攻模式 复合作用点有3 催化甲壳素乙酰基水解反应的酶 和根瘤蛋白壳聚 个 被水解的底物应具有至少3 个脱乙酰作用点 寡糖脱乙酰酶 乙酰木聚糖酯酶 木聚糖酶等同属 而CDA 一次能够进行脱乙酰反应的最大位点数是 于糖酯酶家族4 (carb ohy dr ate ester ase family 4 3 [7,8] 推测水解过程可能如下 CDA 先与1 条底物 [2 ] CE 4 ) CD A 来源广泛 如真菌 酵母和昆虫 分子链结合 然后自底物结合位置的非还原端开始 等[3] 不同来源的CDA 在分子量 最适pH 温度 依次水解数个乙酰基 接着CDA 与底物解离 重新 及乙酸耐受性等酶学性质方面均有差异[4 ] 本文就 与另一条底物分子结合进行新一轮的脱乙酰反应 CDA 在酶促反应机理 基因的克隆表达与纯化方面 需要指出的是 酶与底物分子中任一序列结合是随 的研究进展作一综述 机的 无倾向性[8 ] 1 CDA 的酶促反应作用机理 来源于M. rouxii 的CDA 对甲壳寡糖(2 7 单位 CDA 的酶促反应即水解脱除甲壳素链上的N- 乙 聚体)作用机理的研究也表明反应是多点进攻模式 酰基 制备壳聚糖 研究表明CDA 对不同底物作用 脱乙酰后的甲壳寡糖经2 种特别的外切糖苷酶作 [5] 1 的效率不同 Martinou A 等 对比了CDA 对不同甲 用 可用HPLC 测其序列 再以HNMR 进一步验证 壳素底物的催化效率 发现脱乙酰效率顺序如下 结果发现寡糖链的长度对酶促作用有很大影响 对 羧甲基甲壳素 甲壳素的脂肪族二元醇 无定型甲 于少于3 个聚糖单位的甲壳寡糖 CDA 无酶活性 壳素 晶态甲壳素 CDA 的活性一般对甲壳寡糖高 对于N -