从堆肥宏基因组文库中挖掘纤维二糖磷酸化酶的特性及通过引入人工二硫键提升其热稳定性 —— 为秸秆高值化利用奠定技术基石

为解决秸秆转化为高附加值化学品的技术难题，研究人员从堆肥宏基因组文库中鉴定出新型纤维二糖磷酸化酶 CBP1775。该酶在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21 中高效表达，优化其热稳定性后，半衰期提高 45.9%。此研究为秸秆转化技术提供了基础。

　　从堆肥宏基因组文库中鉴定出一种新型纤维二糖磷酸化酶（Cellobiose Phosphorylase，CBP1775），它由 811 个氨基酸残基组成，分子量为 92.5kDa，属于糖苷水解酶家族 94。其与常用纤维二糖磷酸化酶的同源性通常在 62% - 73% 之间。CBP1775 在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21 中高效表达，并利用 His 标签进行纯化。以 10mM 纤维二糖为底物时，这种重组酶的最适 pH 值为 5.5，最适温度为 55°C。值得注意的是，其最适 pH 值低于其他已报道的纤维二糖磷酸化酶，与纤维素酶的最适 pH 值相似。此外，成功开发出一种纤维二糖磷酸化酶突变体 K323C/A681C，通过额外的非连续二硫键来增强热稳定性。这种修饰使该酶的半失活时间增加了 45.9%，而分子动力学模拟显示，二硫键的引入稳定了整体蛋白质构象。该研究进展为将秸秆转化为直链淀粉和肌醇等高附加值化学品奠定了技术基础。