摘要
松二糖是由葡萄糖与果糖以α-1,3糖苷键连接而成的还原性二糖,具有代替蔗糖成为新型功能性甜味剂的潜力,在食品工业中应用前景广阔.淀粉蔗糖酶能够以蔗糖为底物催化异构(分子内转苷)反应制备松二糖,产率高但易产生副产物麦芽寡糖和海藻酮糖.为解决这一问题,选用前期获得的松二糖产率高并且不产副产物麦芽寡糖的Caulobacter crescentus蔗糖水解酶突变体S271A为研究对象,进一步通过受体亚位点分子改造,获得了反应特异性和松二糖产率提升的突变体S271A/I382Q.在此基础上进行了酶转化条件优化,当以2 mol/L蔗糖溶液为底物,加酶量为40 U/mL,在pH 5.0、30℃的条件下,松二糖的产率达到最高为70.3％,松二糖的浓度为480 g/L,并且反应产物中不含副产物海藻酮糖.分子动力学模拟表明,突变体S271A/I382Q可通过氢键相互作用稳定受体果糖参与形成α-1,3糖苷键时的构象,从而更有利于生成松二糖.本研究创新性地将蔗糖水解酶改造为键型特异性强的转苷酶,获得的松二糖产率为目前报道的最高水平,为松二糖的规模化制备与应用奠定了理论和技术基础.
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