幾丁質(zhì)廣泛存在于甲殼類動(dòng)物的外殼、昆蟲的甲殼和真菌的胞壁中，在醫(yī)藥、化工、保健食品等方面具有重要的用途，有廣闊的應(yīng)用前景。粘孢子蟲近年來已發(fā)展成危害嚴(yán)重的水產(chǎn)動(dòng)物病害之一，但因其包囊壁中含有幾丁質(zhì)，從而具有極強(qiáng)的抗干擾能力，難以防治。同時(shí)，科研人員發(fā)現(xiàn)，天然的蝦蟹貝類的殼在自然界中很難降解，而其殼的主要成分是幾丁質(zhì)，這不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)也是幾丁質(zhì)資源的極大浪費(fèi)。目前已報(bào)道的幾丁質(zhì)酶普遍存在表達(dá)量及活力低的問題，同時(shí)對天然的蝦蟹殼的降解效果不佳，因此研制出一種新型能夠有效降解粘孢子蟲幾丁質(zhì)殼瓣，同時(shí)可以降解蝦蟹殼的幾丁質(zhì)酶具有重要的實(shí)際意義。
從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所獲悉，周志剛研究員帶領(lǐng)水產(chǎn)動(dòng)物飼料團(tuán)隊(duì)，研制出新型幾丁質(zhì)降解酶。這種新型降解酶可以在實(shí)際水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境條件下發(fā)揮作用。通過35天水產(chǎn)養(yǎng)殖飼喂實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用低濃度的添加該酶的飼料飼喂羅非魚，可以顯著提高羅非魚的體重（增重率為10.89%）,有效地提高飼料利用率；顯著降低了羅非魚的應(yīng)激性，對魚體安全無刺激；顯著提高魚體的抗炎抗感染能力；明顯地提高魚體對病原菌的免疫保護(hù)率。這為幾丁質(zhì)酶在養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用提供了新的思路和方法。
據(jù)周志剛介紹，他們從池塘底泥中篩選分離得到一株具有降解粘孢子蟲幾丁質(zhì)殼瓣能力的細(xì)菌（Aeromonas veronii B565），并從該菌株中克隆了幾丁質(zhì)酶基因ChiB565，在畢赤酵母表達(dá)系統(tǒng)中進(jìn)行了高效表達(dá)，并對其酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，ChiB565在畢赤酵母系統(tǒng)高效表達(dá)出目的蛋白具有高酶活力（112.9 U/mL）和高比活力（557 U/mg）。純化后通過分析酶學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)ChiB565酶最優(yōu)的降解底物為膠體幾丁質(zhì)，同時(shí)可以降解蝦殼粉、幾丁質(zhì)粉末及大麥葡聚糖；其最適反應(yīng)溫度為50°C，最適pH值為5.0。研究還發(fā)現(xiàn)多種金屬離子及中性蛋白酶對該酶的活性沒有顯著的影響，該特性十分有利于此酶在水產(chǎn)飼料中的推廣應(yīng)用。
另據(jù)介紹，幾丁質(zhì)是一種直鏈狀高分子生物多聚體，廣泛分布于自然界中，是世界上含量僅次于纖維素的第二大生物高聚物，每年的生物合成量達(dá)上百億噸。幾丁質(zhì)經(jīng)降解后產(chǎn)生幾丁寡糖類生物活性物質(zhì)，具有免疫調(diào)節(jié)、降低膽固醇、增加真空食品的保質(zhì)期、促進(jìn)水稻防御系統(tǒng)、吸附處理工業(yè)廢水等作用，是目前幾丁質(zhì)工業(yè)中的高附加值產(chǎn)品。ChiB565酶是國內(nèi)外報(bào)道的首個(gè)可以降解蝦殼粉的幾丁質(zhì)酶，可當(dāng)做水產(chǎn)養(yǎng)殖飼用酶制劑。
相關(guān)研究成果發(fā)表于《應(yīng)用微生物生物工程(Appl Microbiol Biotechnol)》上。
相關(guān)鏈接：
http://link.springer.com/article/10.1007/s00253-013-5023-6。（通訊員 王苑）
