β-1,4内切木聚糖酶在毕赤酵母中的异源表达及其性质和应用

倪佳琳; 高敏杰; 南虹; 刘庆元; 刘茂琼

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β-1,4内切木聚糖酶在毕赤酵母中的异源表达及其性质和应用

首发时间：2025-03-03

倪佳琳 ¹
倪佳琳（2000-），女，硕士研究生，主要研究方向：木聚糖酶的异源表达，毕赤酵母发酵
高敏杰 ¹
高敏杰（1980-），男，教授，博导，主要研究方向：功能性多糖、寡糖的绿色生物制造及功能评价,智能生物反应器的开发及应用
南虹 ² 刘庆元 ² 刘茂琼 ³

1、江南大学生物工程学院，无锡 214122
2、巴彦淖尔市科学技术成果转化中心，巴彦淖尔 015000
3、内蒙古亘恒食品股份有限公司，巴彦淖尔 015000

摘要：生物质资源的高值化开发利用已成为当前研究热点，β-1,4内切木聚糖酶作为一种关键生物催化剂，在从农业废弃物中制备高附加值功能性低聚糖方面展现出巨大潜力。本研究首次在毕赤酵母GS115中表达了三种不同基因来源的β-1,4内切木聚糖酶，筛选出表达效果最佳的菌株，其酶活能达到20.14 U/mL，随后对其发酵条件进行了优化，并对重组木聚糖酶的酶学性质进行分析。结果表明，以AOX1为启动子的重组毕赤酵母最佳发酵条件为pH 7.0，温度26℃，装液量15%，甲醇添加量1.5%，重组木聚糖酶在pH 5~8、30~50℃下比较稳定，最适作用条件为pH 6.5、60℃。通过薄层色谱法联用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）分析降解产物，得到的低聚木糖聚合度在2-7，本研究为低聚木糖的工业化生产提供了一条可行的路径。

关键词： β-1,4内切木聚糖酶毕赤酵母发酵优化低聚木糖

For information in English, please click here

Heterologous expression of β-1,4-endoxylanase in Pichia pastoris: properties and applications

NI Jialin ¹
倪佳琳（2000-），女，硕士研究生，主要研究方向：木聚糖酶的异源表达，毕赤酵母发酵
GAO Minjie ¹
高敏杰（1980-），男，教授，博导，主要研究方向：功能性多糖、寡糖的绿色生物制造及功能评价,智能生物反应器的开发及应用
NAN Hong ² LIU Qingyuan ² LIU Maoqiong ³

1、Biotechnology School, Jiangnan University, Wuxi 214122
2、Bayannur Science and Technology Achievement Transformation Center, Bayannur 015000
3、Inner Mongolia Genheng Food Co., Ltd., Bayannur 015000

Abstract：High-value exploitation of biomass resources has become a current research hotspot. As a key biocatalyst, β-1,4-endoxylanase has shown tremendous potential in the production of high-value functional oligosaccharides from agricultural waste. In this study, β-1,4-endoxylanases from three different genetic sources were first expressed in Pichia pastoris GS115, and the strain with the best expression was selected, achieving an enzyme activity of 20.14 U/mL. Subsequently, the fermentation conditions were optimized, and the enzymatic properties of the recombinant xylanase were analyzed. The results indicated that the optimal fermentation conditions for recombinant Pichia pastoris with the AOX1 promoter were pH 7.0, 26 C, 15% working volume, and 1.5% methanol. The recombinant xylanase exhibited good stability within the pH range of 5-8 and temperature range of 30-50 C, with the optimal reaction conditions being pH 6.5 and 60 C. The degradation products were analyzed using Thin Layer Chromatography (TLC) combined with Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS), revealing that the degree of polymerization of the obtained xylooligosaccharides ranged from 2 to 7. This study provides a feasible path for the industrial production of xylooligosaccharides.

Keywords： β-1,4 endo-xylanase Pichia pastoris Fermentation optimization Xylooligosaccharides

基金：

1. 巴彦淖尔市科技计划项目（K202318）

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倪佳琳，高敏杰，南虹，等. β-1,4内切木聚糖酶在毕赤酵母中的异源表达及其性质和应用[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2025-03-03]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/202503-24.

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论文编号	202503-24
论文题目	β-1,4内切木聚糖酶在毕赤酵母中的异源表达及其性质和应用
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