食品科学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (16): 94-105.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20260114-110
刘裕峰,李圆鑫,袁思棋,王浩,黄楠,刘君
LIU Yufeng, LI Yuanxin, YUAN Siqi, WANG Hao, HUANG Nan, LIU Jun
摘要: 本研究以实验室筛选获得的高产乙偶姻枯草芽孢杆菌JN17(Bacillus subtilis JN17)和戊糖片球菌JXQ20(Pediococcus pentosaceus JXQ20)为研究对象,对其乙酰乳酸合成酶ALS基因(BsALS和PpALS)进行克隆和异源表达,并对其酶学性质与结构特征进行系统表征。结果显示,枯草芽孢杆菌JN17的乙偶姻产量为18.158 1 g/L,显著高于戊糖片球菌JXQ20(0.044 2 g/L)。BsALS和PpALS的活力分别为184.87、2.57 U/mg,最适温度分别为50、30 ℃,最适pH值分别为7和6,且BsALS在热稳定性和pH值稳定性方面表现更优。Cs+对BsALS的抑制作用最强,Cu2+对PpALS的促进作用最显著,而十二烷基硫酸钠使两者完全失去活性。在乙醇体积分数20%条件下,BsALS保持76.03%的相对酶活力,而PpALS在乙醇体积分数15%条件下完全失去活性;在氯化钠质量分数5%条件下,BsALS的相对酶活力为52.42%,而PpALS仅为21.04%。BsALS和PpALS的米氏常数(Km)分别为77.54 mmol/L和255.98 mmol/L,最大反应速率(Vmax)分别为595.14 U/mg和19.04 U/mg。结构分析表明,两种ALS在与焦磷酸硫胺素和Mg2+结合的关键氨基酸残基及氢键数量上存在差异,可能是导致其催化性能和稳定性显著不同的分子基础。本研究从酶学和结构层面揭示了不同微生物乙偶姻合成能力差异的内在机制,为乙酰乳酸合成酶的理性改造及其在食品发酵和工业生物合成中的应用提供了理论依据。
中图分类号: