耐热、耐冷几丁质酶的性质及其制备几丁寡糖的作用机制

几丁质酶是一类重要的多糖水解酶，能够催化水解自然界贮量仅次于纤维素的几丁质。其水解产物几丁寡糖在食品、饲料、水产、医药等领域具有广阔的应用前景。酶法制备几丁寡糖已成为研究几丁质酶的热点。目前，国内对于几丁质酶的研究还不多，尤其是如耐热、耐冷几丁质酶等具有特殊特性的极端酶。本项目拟筛选高产耐热、耐冷几丁质酶的微生物，研究酶的发酵生产、纯化和酶学性质；采用基因工程技术克隆编码耐热、耐冷几丁质酶的基因，并在大肠杆菌或毕赤酵母中高效表达；利用得到的纯几丁质酶水解几丁质研究制备几丁寡糖的机制，通过水解产物的鉴定分析，探明几丁质酶水解的作用机制。本项目的实施不仅会丰富几丁质酶的品种和资源，同时还将为几丁质酶的生产及其制备几丁寡糖提供理论依据，促进几丁质资源的开发利用。

自然科学基金青年基金项目（31172239）“耐热、耐冷几丁质酶的性质及其制备几丁寡糖的作用机制”，严格按照申请书的研究内容和实施方案执行，经过4年时间的连续、系统研究，目前已经完成课题的研究任务，取得了预期的研究成果。在基金的资助下，共发表研究性论文７篇，其中SCI收录论文5篇，国内核心期刊收录论文2篇；授权国家发明专利1项（正申请2项），目前正投稿的SCI论文1篇。项目围绕申请书的研究内容，我们先后从石榴和高温紫链霉菌中纯化得到2种天然几丁质酶并研究了纯酶的酶学性质。从嗜热拟青霉（Paecilomyces thermophila）、巴伦葛兹类芽孢杆菌（Paenibacillus barengoltzii）以及环境宏基因组中克隆得到了4个新型几丁质酶基因，将所得基因进行了异源高效表达，分别对4个所得的重组几丁质酶进行分离纯化得到纯酶，并研究了纯酶的酶学特性及其催化作用机制。研究成果在几丁质资源废弃物中回收利用中具有重要的应用前景，此外研究成果也为酶法水解几丁质制备几丁寡糖的工业化生产提供了依据。