近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院余曉斌教授團(tuán)隊(duì)在連續(xù)可控制備目標(biāo)聚合度殼寡糖方面取得重要進(jìn)展，研究成果“Engineering of a chitosanase fused to a carbohydrate-binding module for continuous production of desirable chitooligosaccharides”正式發(fā)表于Carbohydrate Polymers （IF=9.381） （https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118609）。

 

　　聚合度為3-7的殼寡糖具有更好的生物活性，而酶法降解殼聚糖制備殼寡糖的聚合度通常為2-4。酶的工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵是固定化，但繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的酶純化過程、昂貴的載體、有毒有機(jī)化合物的引入及酶自身的不穩(wěn)定性仍然是限制酶固定化工業(yè)應(yīng)用的主要瓶頸。

 

　　在該研究中，研究人員前期篩選到來自于煙曲霉Aspergillus fumigatus CJ22-326的殼聚糖酶，其具有不能切割殼二糖、殼三糖和殼四糖，并且很難切割殼五糖的特點(diǎn)。通過在Csn75的C端融合來源于嗜鹽芽孢桿菌（Bacillus halodurans）的β-（1,3）-葡聚糖酶的可特異性親和熱凝膠多糖的碳水化合物結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Carbohydrate Binding Module，CBM），獲得了具有“結(jié)合”和“催化”雙功能的融合酶Csn75-CBM。一步純化、固定化制備了熱凝膠多糖殼聚糖酶填充床反應(yīng)器（Chitosanase Immobilized Curdlan Packed-Bed Reactor，CICPR）。通過控制酶的加載量、底物濃度和流速，利用CICPR制備了DP分別為：2-5、3-6和3-7的殼寡糖，相應(yīng)的水解率分別為：97.75%、75.45%、75.45%。采用每4 h補(bǔ)料Csn75-CBM粗酶液實(shí)現(xiàn)原位CICPR更新，使水解產(chǎn)物中殼寡糖穩(wěn)定產(chǎn)出。

 

　　余曉斌教授為論文通訊作者，生物工程學(xué)院博士生周劍麗為第一作者。上述研究工作得到了國家輕工技術(shù)與工程一流學(xué)科（LITE2018-08）、江南大學(xué)糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2020開放課題：《融合CBM高效固定化殼聚糖酶用于殼寡糖的可控制備》（項(xiàng)目編號：KLCCB-KF202007）等項(xiàng)目資助。