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β-甘露聚糖酶能催化甘露聚糖水解为低聚糖或单糖,是一种重要的半纤维素酶。甘露聚糖作为植物半纤维素的重要组成成分,富含于饲用原料豆粕、菜籽粕等植物细胞壁中,是饲料中主要的抗营养因子。饲料中添加β-甘露聚糖酶,能将饲料原料中甘露聚糖水解为低聚糖或单糖,可显著降低由甘露聚糖等多聚糖在动物消化道引起的食糜黏度增高,促进动物肠道对营养物质的消化和吸收,预防动物疾病,增强动物健康。且β-甘露聚糖酶不会与动物体产生不良反应,安全无毒,是一种绿色饲料添加剂。此外,β-甘露聚糖酶在食品、造纸、医药等诸多行业中也有广泛应用,有着极大的市场需求量。因此,挖掘性能优良的新型β-甘露聚糖酶基因,探索其生产方法,研究其应用价值,就显得尤为重要和必要。本研究以嗜热细菌Thermotoga petrophila来源的β-甘露聚糖酶（TpMAN）的氨基酸序列作为种子序列,通过同源性搜索,发现另一来自日本油田的超嗜热细菌Thermotoga naphthophila的基因组中存在一个推测可能是β-甘露聚糖酶基因（Tnman）的序列（KUK22456.1）,该基因（Tnman）全长1959 bp,所编码蛋白（TnMAN）包含650个氨基酸残基,理论分子量为72 kDa,与已经报道的来源于Thermotoga petrophila的β-甘露聚糖酶基因Tpman所编码蛋白（TpMAN）具有95%的氨基酸残基相似性,且目前对该基因（Tnman）表达产物的研究未见报道。经对Tnman基因进行密码子优化,全序列合成,并构建表达载体pET21a-tn,进而转化大肠杆菌BL21（DE3）,获得Tnman基因异源表达重组菌株,再经1 mM的IPTG诱导,成功实现了目的基因Tnman的异源表达。对所表达目的蛋白（TnMAN）进行功能分析,证实了该基因表达的蛋白（TnMAN）具有β-甘露聚糖酶活性,是一种新型的β-甘露聚糖酶。对该异源表达Tnman基因的重组菌株进行摇瓶和上罐发酵试验,其产酶量分别为123 U/mL和2356U/mL,比较单位菌株量发酵产酶效率,上罐发酵产酶约为摇瓶发酵产酶量的2倍,说明该异源表达Tnman基因的重组菌株,可在高密度培养条件下,稳定高效地产酶,为将来应用该菌株生产此新型β-甘露聚糖酶,提供了研究基础。进而对Tnman基因表达的新型β-甘露聚糖酶（TnMAN）进行了底物特异性和酶学性质研究,结果表明:TnMAN作用底物特异性最高的是刺槐豆胶（LBG）,其次是魔芋粉、瓜尔豆胶等。酶学性质分析结果显示:该新型β-甘露聚糖酶（TpMAN）的最适反应温度为80℃,70℃保温12 h酶活仍然没有损失,90℃保温3 h左右酶活仍有50%;其最适反应pH为7.0,在pH 5.0pH 9.0有较好的稳定性。1 mM的金属离子Co2+、Ca2+、EDTA等对其有明显激活作用,Fe2+、Fe3+、Mn2+则对其有明显抑制作用。以刺槐豆胶（LBG）为底物,其动力学参数Km值、Vmax值分别为6.28 mg/mL、0.063 mg/min。由此说明,该新型β-甘露聚糖酶性能优良,其对饲料原料中的主要抗营养因子刺槐豆胶有良好的底物底物专一性和较高的催化水解活性,且该新β-甘露聚糖酶型具有极强的热稳定性,有利于其在生产实际中的应用。为探讨该新型β-甘露聚糖酶在饲料中的应用价值,本研究继续分析了该酶对胰蛋白酶降解的耐受性,并用该酶对含40%棕榈仁粕的动物基础日粮进行了体外降解试验。结果表明:该酶在2 mg/mL的胰蛋白酶液中,55℃保温16 h后,仍残留86.6%的酶活性。说明该新型β-甘露聚糖酶具有良好的胰蛋白酶耐受性,可在动物体内较稳定的存在,有利于其更好地降解动物消化道饲料中的抗营养因子甘露聚糖。对含40%棕榈仁粕的动物基础日粮进行体外降解试验结果表明:在含40%棕榈仁粕基础日粮中加入10 U/g该新型β-甘露聚糖酶时,棕榈仁粕基础日粮的体外消化率最高,比对照组提高39.4%。且棕榈仁粕基础日粮消化率,随添加该新型热稳定β-甘露聚糖酶量增加而提高。说明该新型热稳定β-甘露聚糖酶不仅能有效降解饲料原料中的抗营养因子甘露聚糖,还可以促进饲料原料中的蛋白质等其他物质消化吸收。因此,在动物饲料中添加该新型β-甘露聚糖酶制剂,将有利于饲料中营养物质吸收,对促进动物生长,增强动物免疫力,预防动物疾病均有着重要的意义。