研究揭示双功能果胶酶高效降解果胶多糖的分子机制

近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所饲用酶工程创新团队在抗生素替代品的开发方面取得新进展，研究揭示了双功能果胶酶以分子内协同相互作用的方式高效降解果胶多糖的分子机制，并成功应用于指导生产具有抗菌活性的甲酯化果胶寡糖。相关研究成果发表在《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》。

我国是水果生产大国，果品种类丰富。近年来，水果加工业也得到了快速发展，以水果加工副产物（如水果渣）为代表的农业废弃物排放量呈现快速增长的态势。将苹果渣、红薯渣、橘皮、柚子皮、籽瓜皮等富含果胶类物质的食品加工副产物合理利用、变废为宝，意义深远。果胶酶可以由黑曲霉经发酵精制而得。外观呈浅黄色粉末状。果胶酶主要用于果蔬汁饮料及果酒的榨汁及澄清，对分解果胶具有良好的作用。

为了保证果胶水解物的特异性，研究人员采用结构生物学手段首先确定了双结构域双功能果胶甲酯酶与多聚半乳糖醛酸酶的催化机理，阐明了两个结构域通过linker区连接，以分子内协同相互作用的方式提高果胶底物水解效率的分子机理。研究表明，甲酯化果胶寡糖作为主要的水解产物，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有明显的抗菌活性，最小抑菌浓度范围为0.5-0.8毫克/毫升。该研究为实现抗生素替代品甲酯化果胶寡糖的高效生产提供了理论指导，也为农业废弃物资源再利用开辟了新路径。

　　该研究得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目的资助。