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β-甘露聚糖酶(Endo-β-mannanase,EC 3.2.1.78)是降解植物细胞壁半纤维素成分之一的甘露聚糖的主要酶类。植物果实的成熟软化涉及细胞壁的降解,包括甘露聚糖的降解,因此β-甘露聚糖酶可能与果实的成熟有关。本文以番木瓜(CaricapapayaL.)品种"夏威夷番木瓜"为材料,对番木瓜果实中β-甘露聚糖酶的提取条件、分离纯化和理化性质进行了研究。所得结果如下:
1.提取条件的优化分别采用不同pH的提取缓冲溶液、不同的番木瓜果实(g)与提取缓冲液的比例(mL)以及在提取缓冲液中添加化合物等体系,得到最佳提取体系为pH8.0 HEPES-NaOH缓冲液为基本提取液,样品与提取液的比例为1:3,提取缓冲液中不添加化合物。
2.分离纯化及纯度鉴定采用最佳提取体系提取粗酶液后,分别采用硫酸铵分级沉淀、Sephadex G-25凝胶过滤、CM-52离子交换柱层析和Sephadex G-75凝胶过滤等纯化步骤从番木瓜果实中纯化了β-甘露聚糖酶,纯化倍数为35.93。SDS-PAGE得到清晰的蛋白质染色条带。Western blot表明纯化后的酶蛋白可以与大豆β-甘露聚糖酶的抗体发生反应。纯化后的酶蛋白进行UTLIEF后与底物LBG反应,有亮带出现,证明有β-甘露聚糖酶活性。
3.纯化后酶蛋白的部分理化性质分别以LBG和KG为底物,采用双倒数作图法得到β-甘露聚糖酶的酶促动力学常数。LBG:K<,m>为2.33mg/mL,V<,max>为3333μmol/(min·mL);KG:K<,m>为1.57mg/mL,V<,max>为1430 μmol/(min.mL)。说明番木瓜β-甘露聚糖酶对KG的亲和力较大。SDS-PAGE测得纯化后酶蛋白亚基的分子量为49kDa,Sephadex G-75凝胶过滤测得纯化后酶蛋白全酶的分子量为51kDa,说明该酶为单体酶。UTLIEF检测得到纯化后番木瓜β-甘露聚糖酶的两个同工酶,等电点分别为4.3和5.1。