近日，中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所南方功能飼料開發(fā)與利用創(chuàng)新團隊從溫泉脂環(huán)酸芽孢桿菌中分離出一種新型耐熱錳超氧化物歧化酶基因，并通過大腸桿菌高效表達系統(tǒng)實現(xiàn)其規(guī)模化制備。該酶展現(xiàn)出卓越的抗氧化活性與穩(wěn)定性，為動物氧化應激防控及功能性飼料開發(fā)提供了創(chuàng)新解決方案。相關研究成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)和食品化學雜志（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》上。
超氧化物歧化酶是生物體內(nèi)清除活性氧的核心抗氧化酶，能夠有效緩解氧化應激對動物生長性能的負面影響，被譽為“抗氧化防御第一道防線”。然而，傳統(tǒng)植物源與動物源超氧化物歧化酶存在提取效率低、熱穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本高等瓶頸，限制了其工業(yè)化應用。因此，挖掘微生物來源且具有優(yōu)良酶學特性的新型超氧化物歧化酶成為研究熱點。
研究團隊基于前期對鐵超氧化物歧化酶的研究積累，通過宏基因組技術(shù)從極端環(huán)境微生物中篩選獲得錳超氧化物歧化酶基因，并成功構(gòu)建大腸桿菌異源表達體系。該酶的活力顯著高于同類已報道酶。錳超氧化物歧化酶基因在60攝氏度處理1小時后仍保留80%以上酶活，適用于高溫加工環(huán)境。對金屬離子、螯合劑、有機溶劑及變性劑等均表現(xiàn)出高度穩(wěn)定性。實驗表明，錳超氧化物歧化酶基因可顯著增強細胞增殖與遷移能力，有效緩解敵草快（除草劑）誘導的氧化損傷。錳超氧化物歧化酶基因的高效表達與穩(wěn)定性優(yōu)勢，使其在醫(yī)藥（如抗氧化藥物開發(fā)）、食品（功能性添加劑）及動物飼料（抗應激添加劑）等領域具備廣闊應用潛力。它的發(fā)現(xiàn)不僅填補了耐熱微生物源的研究空白，更為動物健康管理提供了高效、低成本的抗氧化工具。
該研究得到國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。（通訊員 廖勇鳳）
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c09697
