ｓ ｐ ． Ｑ Ｙ ｌ Ｏ ３ 及链霉菌 Ｓ ｔ ｒ ｅ ｐ ｔ ｏ ｍ ｙ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ．Ａ ５ 所产褐 藻 胶 裂 解 酶 酶 活 均 有 促 进 作 用 。ｚ ｎ “对 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ ｓ ｐ ．
Ｗ１ ３ 产褐 藻胶裂解酶酶活有抑制作 用 ， 而对 Ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ — ｍ ｏ ｎ ｘ ｌ ， ｓ ｓ ｐ ．Ｅ ０ ３ 产褐藻胶裂解酶酶 活却有促进作用 。 褐 藻胶 裂解 酶能够将 褐 藻胶 降解 为聚合 度 ２ ０以 下的 褐 藻 寡 糖 。海 洋 细 菌 Ｓ ｔ ｅ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｍ ａ ｓ ｍ ａ ｌ ｔ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ａ
发现。相 较于来 源 微生 物 的褐 藻胶 裂 解酶 研究 的较 多， 而来源于海 洋动物的褐藻胶裂解酶 的研究较少。 １ ． ２ 褐 藻胶裂解酶 的分类
强植 物抗性 、 抗肿瘤 等方 面所 具有 的生 理活性使其 在 农业 、 医药、 饲料等领域具有广阔 的应用前 景。用酶法
降解褐 藻胶取代传 统 的物理 法、 化学法 生产褐 藻寡糖 已成趋势 ， 褐藻胶 裂解酶作 为降解褐藻胶 的工具酶 ， 对
ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌｇ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ．Ｉ ｔ ｗ ｉ ｌ ｌ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｌ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ，ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｏ ｆ Ｌ — ｇ ｕ ｌ ｕ ｏｎ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ Ｃ ５ ｅ ｐ ｉ ｍｅ ｒ Ｄ－ ｍａ ｎ ｎ ｕ ｒ ・
ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｍ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｒｅ ｇ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｅ ｎ ｚ ｙ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｉｎ ｇ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ
ｔ ｉ ｅ ｓ ，ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｏ ｗ ｔ ｈ， ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｓ ｉ ｓ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｙ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ Ｓ ａ ｔ －
褐 藻胶 裂解 酶 的研 究 进展
罗丹丹 ， 薛永常
（ 大连工业大学 生物工程学院， 大连 １ １ ６ ０ ３ ４ ）
摘 要 褐藻胶 是 由 Ｂ ． Ｄ ． 甘 露糖醛酸及其 ｃ ５差向异 构体 ． Ｌ 一 古洛糖醛 酸结合 而成 的线性 高分子 多糖。褐藻胶裂
解酶通过 Ｂ消去机 制能将褐藻胶 降解成具有生物活性 的褐藻寡糖 。褐藻寡糖 因具有独特的促进 生长 、 增强植物抗 性、 抑 茵等生理 活性 而 日益 受到人们 的关注。简要概述 了褐藻胶裂解酶的 来源分类 、 结构功能 、 酶学性 质、 褐藻寡糖 的应用等方面的研 究进展 ， 为褐藻胶裂解酶在工业生产的应用提供理论依据。
Ｃｕ “
Ｍ ｇ 等离 子对 酶 活有促 进作 用 ， 而Ｓ Ｄ Ｓ 、 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ、 Ｆ ｅ “、 Ｍｎ 、 Ｈ ｇ “等 对 酶活有 抑 制 作用 。少数 情 况 下
、
Ｅ Ｄ Ｔ Ａ对酶活 有促进 作用 ， 如Ｅ Ｄ Ｔ Ａ对 海洋细 菌 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ
Ｐ ｏ ｌ ｙ － Ｍ Ｐ ｏ ｌ ｙ － ＭＧ
ｏ ｆ ａ ｌ ｇ ｉ ｎａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ
注： 空心箭头显示处为外切褐藻胶 裂解酶作用位点 ， 实心箭头显示处 分别为内切褐藻胶裂解 酶降解 ｐ ｏ ｌ ｙ Ｍ、 ｐ ｏ ｌ ｙ ＭＧ、 ｐ ｏ ｌ ｙ Ｇ作用位点
９ ５
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ６年 １ ２月
生 物 学 杂 志
Ｊ ０ＵＲＮ ＡＬ Ｏ Ｆ Ｂ Ｉ Ｏ Ｌ ＯＧＹ
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ ，２ ０１ ６
酶 与外切 酶 ， 目前 发现 的褐 藻胶 裂解 酶大 多数具 有 内 切酶活性 ， 外切酶较少见 。 根据 褐藻胶 裂解 酶降解底 物专一性不 同可将 褐藻
ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ，ｗｉ ｔ ｈ １ ３ － ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｌｇ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ．Ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｈ ａ ｓ ｍａ ｎ ｙ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ －
胶裂解酶分 为 ３ 类： 专一性 裂解多 聚甘 露糖醛酸 （ ｐ ｏ ｌ ｙ
裂解酶的最适温度 处于 ３ Ｏ ～ ５ Ｏ ｑ ｃ 之间， 只有 少部分
褐藻胶裂解酶 的最适 温度会 高于 ５ ０ ℃， 大多数 的褐藻
胶裂解 酶 的温度稳定性 都较差 ， 不利 于高温下 酶促反
Ｍ） 的裂解 酶 ； 专 一性裂 解多 聚古洛糖 醛酸 （ ｐ ｏ ｌ ｙ Ｇ） 的
藻胶裂解酶 的作用方式及作用位点见 图 １ 。
裂解酶 的产生 菌多是 从海 洋 中筛 选 ， 所以 Ｎ ａ 对 酶 活
有一定 的影 响 。如 Ｖ ｉ ｂ ｒ ｉ ｏ ｓ ｐ ． Ｑ Ｙ ｌ Ｏ ５ 所 产 褐藻 胶 裂 解 酶对 Ｎ ａ 有很 强 的依 赖性 ， 在没 有 Ｎ ａ 的反 应体 系 中几乎 检 测 不 到 酶 活 。多数 情 况 下 Ｎ ａ 、 Ｋ 、 Ｃ ａ “、
Hale Waihona Puke 义。本文从褐藻胶裂解酶的来源分类 、 酶学性质 、 结构
功能 、 褐藻胶 裂解酶及 褐藻寡糖 的应用等 方面概述 了 近年来 国内外褐藻胶裂解酶的研究进展。 １ 褐藻胶裂解酶 的来源 、 分类 １ ． １ 褐藻胶裂解酶的来源 褐藻胶裂解酶 主要来源海洋藻类 、 软体动物 、 棘皮
图 １褐 漂 胶 裂 解 酶 酶 切 位 点 及 作 用 方 式 不 意 图
Ｆ ｉ ｇ １ Ｐ ｒ ｏ ｆ ｉ ｌ ｅ ｏ ｆ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｏ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ａ ｌｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ； ａ ｌ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｅ ； ｌ ａ ｇ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ
褐藻胶是存在于褐藻细胞壁及细胞间质 的水溶性 酸性 多 糖 ， 由 Ｂ — Ｄ － 甘露糖醛酸及其 Ｃ ５差 向异 构 体
Ｃ ｏ ｒ ｙ ｎ ｅ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｓ ｐ ．Ａ Ｌ Ｙ一１ 、 交 替假单胞菌 Ｐ ｓ ｅ ｕ ｄ ｏ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ － ｍ ｏ ｎ ｚ ｌ ￣ｅ ｌ ｙ ａ ｋ ｏ ｖ ｉ ｉ 等 。在皱纹盘鲍、 纽西兰鲍螺等海 洋 软体动物的肝胰腺及小球藻病毒 中也有褐藻胶裂解 酶
Ｌ ＵＯ Ｄａ ｎ — ｄ ａ ｎ，ＸＵＥ Ｙｏ ｎ ｇ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ３ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关 于其研究 日益增多 ， 研究发现聚合度为 ３～ ６的褐 藻 寡糖具有较 好 的促进 植物根 系生长的 活性 ； 聚合度 为 ６ ． ８的褐 藻寡糖具有较高的激发子活性 ； 聚合度 为 ５～
２ ３的褐 藻寡 糖具 有较好 的抑菌 活性 ； 除此 之外 ， 还 发 现褐藻 寡糖具有增强 宿主免 疫系统 ， 提 高生物体 对肿 瘤抗性及抗凝血 的能力 。褐 藻寡糖 在促进 生 长、 增
裂解酶 ； 两种多 聚糖都 可裂解 的双 功能 裂解 酶 。褐
应 的进行 。本实验室最近也筛选一株产褐 藻胶裂解 酶 的海洋细菌 ， 其最适 ｐ Ｈ ５ ． ０ ， ｐ Ｈ值在 ４～ ８ 之 间酶活稳
定， 最适温度处于 ４ ０ ℃ ～ ５ ０ ℃之间 。 褐藻胶裂解酶活性受金属离子影 响。 由于褐藻胶
动 物和多种微生物 。 目前发现的褐藻胶 裂解酶大部分 来 源于 细 菌 ， 如 固氮 菌 Ａ ｚ ｏ ｔ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｖ ｉ ｎ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｉ 、 棒 杆 菌
ｄ ． Ｌ ． 古洛糖醛酸两种糖醛酸单 体通过 １ ， ４糖 苷键 随机 聚合 而成 。褐藻 寡糖是 褐藻胶 的降解 产物 ， 近年来
第３ ３卷第 ６期
２ ０ １ ６年 １ ２月
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