Page 148 - 《精细化工》2023年第11期

·2460· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

相关性。事实上，酶的催化区域正是因为具有柔性构 由图 7 可知，ManBl及突变体 ManBl(I91N/L211I)
象，才能更好容纳底物分子，发挥催化活性。但是该 对 β-甘露聚糖酶的酶活性随发酵时间的不同而不同，
柔性的增加，在提高催化活性的同时，有可能导致热 在 1~4 d，酶活性随发酵时间延长而增加，B. subtilis
稳定性的降低。该分子动力学预测结果与实验结果一 MTV13 和 B. subtilis FGYM102 的最高酶活性分别为
致，即突变体 ManBl(I91N/L211I)催化活性较野生型 5882.3 和 17601.3 U/mL。
提高，但热稳定性降低（图 2b）。 2.6 KGM 水解产物分析
应用 Autodock 软件预测了酶与底物的对接情 应用 ManBl 或突变体 ManBl(I91N/L211I)在
况，结果见图 6。 60 ℃水解 KGM 30 min，二者形成的甘露寡糖组成及

质量分数见图 8。
由图 8a 和 b 可见，β-甘露聚糖酶突变体的催化
性质并没有发生变化。
由图 8 a 可知，当 ManBl 添加量由 0.5 U/mL 增
至 50 U/mL 时，形成的 MOS 质量分数约 80%。由图
8 b 可知，ManBl(I91N/L211I)添加量由 0.5 U/mL 增
至 50 U/mL 时，形成的 MOS 质量分数提高到 85%，

黄色棍为底物；红色区域为催化残基 且形成的 MOS 主要为 DP6（6 为聚合度，下同）、
图 6 ManBl（a）及突变体 ManBl(I91N/L211I)（b）与底 DP3 和 DP2。酶添加量增加时，水解形成的 DP6 质
物的对接结果 量分数下降，而水解形成的 DP3 和 DP2 质量分数增
Fig. 6 Docked results of ManBl (a) and mutant
ManBl(I91N/L211I) (b) 加，如应用 0.5 U/mL 突变体 ManBl(I91N/L211I)水解
KGM 时，所形成的 DP6 和 DP3 为总 MOS 的 90.8%
由图 6 可知 ， 野生型 ManBl 与突变体 和 7.6%，应用 50 U/mL 的突变体 ManBl(I91N/L211I)
ManBl(I91N/L211I)与底物结合自由能为分别为–24.7 时，DP6 和 DP3 为总 MOS 的 75.1%和 15.5%，这表
和–26.4 kJ/mol，说明突变体与底物的结合能力强于 明，DP6 可进一步被水解为 DP3 或 DP2，导致 DP6
野生型，这可能是双点突变的引入使活性口袋发生柔 所占 MOS 的比例下降而 DP3 所占 MOS 比例增加。
性运动，相比野生型，突变体 ManBl(I91N/L211I)口 结果表明，ManBl 或突变体 ManBl(I91N/L211I)为内
袋更开阔，能够更好地容纳底物分子，产生更强的结 切水解酶，与前人研究结果一致 。
[1]
合能力，并最终导致催化活性提高。
2.5 β-甘露聚糖酶的产量
为了获得 β-甘露聚糖酶的产量，对 β-甘露聚糖酶
工程菌株 B. subtilis MTV13 和食品级 β-甘露聚糖酶突
变体 ManBl(I91N/L211I)的工程菌株 FGYM102 进行了
发酵，并在不同时间测定其酶活性，结果见图 7。

图 7 β-甘露聚糖酶 ManBl 和突变体 ManBl(I91N/L211I)
在不同发酵时间的酶活性
Fig. 7 Enzymatic activity of ManBl and mutant
ManBl(I91N/L211I) at different fermentation time