蔗糖酶

催化蔗糖水解为果糖葡萄糖的酶

蔗糖酶又称“转化酶”。糖 酶之一,蔗糖酶(invertase)(β-D- 呋喃 果糖苷 水解 酶)(fructofuranoside fructohydrolase)( ec 3.2.1.26)特异地 催化 非还原糖中的β-D- 喃果糖苷键水解,具有相对专一性。不仅能催化 蔗糖 水解生成 葡萄糖 和果糖,也能催化棉子糖水解,生成密二糖和果糖。

基本介绍

蔗糖酶。糖苷酶之一。催化蔗糖水解成为果糖和葡萄糖的一种酶,广泛存在于动植物和微生物中,主要从酵母中得到。

自1860 年Bertholet 从 酿酒酵母 Sacchacomyces Cerevisiae 中发现了蔗糖酶以来, 它已被广泛地进行了研究。蔗糖酶(β -D- 呋喃 果糖苷 果糖 水解 酶,fructofuranoside fructohydrolase, invertase)(EC 3.2.1.26)特异地 催化 非还原糖中的α-呋喃果糖苷键水解, 具有相对专一性。不仅能催化 蔗糖 水解生成 葡萄糖 和果糖,也能催化棉子糖水解, 生成密二糖和果糖。

该酶以两种形式存在于酵母细胞膜的外侧和内侧,在细胞膜外 细胞壁 中的称之为外蔗糖酶(external yeast invertase),其活力占蔗糖酶活力的大部分,是含有50% ~70(质量分数) 糖成分的糖蛋白;在细胞膜内侧 细胞质 中的称之为内蔗糖酶(internal yeast invertase),含有少量的糖。两种酶的 蛋白质 部分均为双亚基(二聚体)结构,2种形式的酶的 氨基酸组成 不同,外酶每个亚基比内酶多2种氨基酸—— 丝氨酸 和 甲硫氨酸 ,它们的分子质量也不同,外酶约为270KD(或220KD,与酵母的来源有关),内酶约为135KD。尽管这两种酶在组成上有较大的差别,但其 底物 专一性和 动力学 性质仍十分相似,但由于内酶含量很少,极难提取。

作用

蔗糖 在蔗糖酶的 催化 下. 水解 为D- 葡萄糖 和D-果糖两种还原糖。蔗糖酶在植物的运输贮藏、 糖类 代谢中发挥主要作用.并在渗透调节、抗逆性生长繁殖、以及信号传导方面也发挥着重要的作用。

植物中蔗糖酶的分类

根据植物中蔗糖酶所处亚细胞位置,蔗糖酶可分为液胞型蔗糖酶、 细胞质 型蔗糖酶和 细胞壁 型蔗糖酶。前两者又统称为胞内蔗糖酶,细胞壁型蔗糖酶又被称为胞外蔗糖酶。不同的蔗糖酶进行反应所需的最适pH值也有所不同,由此蔗糖酶又可分为酸性蔗糖酶和中性/碱性蔗糖酶。液胞型蔗糖酶和细胞壁型蔗糖酶在pH4.5至5.0时 催化 效率最高,因此也称为酸性蔗糖酶。细胞质型 蔗糖 酶 水解 蔗糖的最适pH值为中性或略微偏碱性,因此称为中性/碱性蔗糖酶。而根据其溶解性,蔗糖酶又可分为可溶性蔗糖酶(包括液胞型蔗糖酶和 细胞质 型蔗糖酶)与非溶性蔗糖酶( 细胞壁 型蔗糖酶)。

提取方法

酵母提纯

酵母 离心 (8 000 r/min)15 min后收集菌体。将收集到的菌体用 蒸馏水 洗涤,离心,再洗涤,重复数次,直到菌体呈白色,倾出上清液,将不含杂质的干净的酵母保存待用。

粗酶液的制备

准确称取离心分离后的酵母10g,加入60mL0.5mmol/L的 SDS溶液 溶解,在pH值为5.5、50℃水浴中加热12h后取出,4℃、10 000 r/min离心20 min.上清液即为粗制酶液。4℃保存。

葡萄糖 标准曲线的制定

以葡萄糖含量为横坐标。以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。

蛋白质 标准曲线的制定

以蛋白质含量为横坐标。以吸光度为纵坐标。绘制标准曲线.

蔗糖 酶活性的测定

稀释酶液0.5 mL.加入0.3 mL pH值为4.6、0.1 mol/L的NaAc—HAc缓冲液.0.2 mL 0.1 mol/L的 蔗糖 溶液.37℃准确反应15rain后.加0.125 mL l mol/L的 氢氧化钠 溶液中止反应。用 DNS法测还原糖 法在540 nm波长下测定形成的还原糖量。在该条件下。蔗糖酶液1 min转化 底物 蔗糖生成1g 葡萄糖 定义为1个活力单位。

粗酶的 乙醇 初步分离

在所提粗制酶液中加入乙醇使其质量分数达30%,4℃放置过夜,4℃、10 000 r/min 离心 15 min.取上清液.追加乙醇使其质量分数达50%,4℃放置1 h,4℃、11 000 r/min离心15 min.弃上清液.沉淀用双蒸水溶解.4℃保存。经 SDS 抽提法提取.质量分数50%的乙醇沉淀所得的酶液用 透析 法(pH值为7.0的0.05 mol/L%s—HCI缓冲液)充分透析。所得 透析液 4℃保存。

SDS抽提法提取 酿酒酵母 中蔗糖酶

工艺条件优化:在单因素试验的基础上。选取SDS 摩尔 浓度、pH值、提取温度、提取时间4个条件,考察其对酵母蔗糖酶抽提效果的影响.采用4因素3水平 正交 表L93。做正交试验。

蔗糖酶的纯化

采用O一 琼脂糖 凝胶 FF阴离子交换柱层析纯化粗酶液。将 SDS 抽提法提取出的 蔗糖 酶活性高的粗制酶液经质量分数50%的 乙醇 沉淀,溶解 透析 后,过Q-琼脂糖凝胶FF 阴离子 树脂床 (用pH值为7.0、0.05 mol/L 三羟甲基氨基甲烷 HCl缓冲液充分平衡)。用0~1 mol/L、60 min线性 梯度 的NaCI溶液(内含pH值为7.0、0.05 mol/L%s- HCI 缓冲液)洗脱。体积流量为0.5 mL/min,每管收集mL。测定各管洗脱液的 蔗糖 酶活性与 蛋白质 含量,合并蔗糖酶活力高的若干管流出液。流出液经过透析脱盐,真空干燥后即为纯化的酵母蔗糖酶。

参考资料

  1. 万方数据知识服务平台 万方数据 2021-11-07