生物工程学报

作者：周雪婷，朱泂婷，李华南，刘家书，江正兵，程万里

单位：湖北大学 生命科学学院，湖北 武汉 430062

关键词：果胶裂解酶;基因发掘;异源表达;酶学性质;苎麻脱胶

基金：国家重点研发计划(2024YFA0919100)

果胶酶在苎麻酶法脱胶过程中发挥重要作用，但现有果胶酶存在脱胶效率低、脱胶时间长等问题。为了挖掘新型、高效的果胶酶应用于苎麻脱胶工艺，本研究对地衣芽孢杆菌ATCC 14580的编码序列(coding sequence, CDS)和蛋白序列进行碳水化合物酶注释，发掘了一个尚未验证功能的果胶裂解酶BlicPL1。构建BlicPL1基因的大肠杆菌BL21(DE3)表达载体，并进行了诱导表达和分离纯化。本研究首次通过实验证实了BlicPL1的果胶裂解酶活性，其比酶活为3 952.54 U/mg，高于多数已报道的多糖裂解酶1 (polysaccharide lyase 1, PL1)家族果胶裂解酶。酶学性质研究显示果胶裂解酶BlicPL1最适反应pH为10.0，最适反应温度为60 °C；且在反应温度50-80 °C和pH 10.0-12.0范围内都表现出较高的酶活性，相对酶活力保持在80%以上。果胶裂解酶BlicPL1耐高温、耐碱特性与苎麻脱胶工艺中的高温、高pH环境具有很好的适配性。与常规果胶裂解酶依赖Ca²⁺激活不同，Ca²⁺对果胶裂解酶BlicPL1的活性不仅无明显促进作用，甚至有一定抑制作用，凸显了其在Ca²⁺响应机制方面的独特性，表明果胶裂解酶BlicPL1是一种新型果胶裂解酶。进一步将果胶裂解酶BlicPL1用于苎麻脱胶，苎麻失重率为16.17%，苎麻脱胶率达到44.09%；扫描电子显微镜结果显示果胶裂解酶BlicPL1作用后有助于去除苎麻表面残留的中间层状组织并减少游离胶状物质附着，使苎麻表面变得更光滑、纤维变得更加分散；X射线衍射结果显示果胶裂解酶BlicPL1脱胶后苎麻纤维特征纤维素峰位不变，结晶度从74.59%升至79.69%，表明纤维素占比增加，非纤维素物质被去除。本研究发掘的果胶裂解酶BlicPL1具有活性高，适用于中高温、碱性环境等特点，在苎麻脱胶工艺中具有较大应用潜力，为加速推进果胶酶运用于工业苎麻脱胶工艺奠定了基础。

来源：2026年第3期

《生物工程学报》期刊编辑部

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