蔗糖酶又称“转化酶”。
糖苷酶之一,蔗糖酶(invertase)(β-D-
呋喃果糖苷
水解酶)(fructofuranoside fructohydrolase)(EC.3.2.1.26)特异地催化
非还原糖中的β-D-
呋喃果糖苷键水解,具有相对专一性。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,也能催化
棉子糖水解,生成蜜二糖和果糖。
简介
糖苷酶之一。催化蔗糖水解成为
果糖和葡萄糖的一种酶,广泛存在于动植物和微生物中,主要从酵母中得到。
自1860 年Bertholet 从
啤酒酵母Sacchacomyces Cerevisiae 中发现了蔗糖酶以来, 它已被广泛地进行了研究。蔗糖酶(β -D-
呋喃果糖苷果糖水解酶,fructofuranoside fructohydrolase, invertase)(EC 3.2.1.26)特异地催化非还原糖中的α-呋喃果糖苷键水解, 具有相对专一性。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖 , 也能催化棉子糖水解, 生成
蜜二糖和果糖。
该酶以两种形式存在于酵母细胞膜的外侧和内侧, 在细胞膜外细胞壁中的称之为外蔗糖酶(external yeast invertase),其活力占蔗糖酶活力的大部分,是含有50% ~70(质量分数) 糖成分的糖蛋白;在细胞膜内侧细胞质中的称之为内蔗糖酶(internal yeast invertase),含有少量的糖。两种酶的蛋白质部分均为双亚基(二聚体)结构,2种形式的酶的氨基酸组成不同,外酶每个亚基比内酶多2种氨基酸——丝氨酸和蛋氨酸,它们的分子质量也不同,外酶约为270KD(或220KD, 与酵母的来源有关),内酶约为135KD。尽管这两种酶在组成上有较大的差别,但其底物专一性和动力学性质仍十分相似,但由于内酶含量很少,极难提取。
作用
蔗糖在蔗糖酶的催化下.水解为
D-葡萄糖和D-果糖两种还原糖。蔗糖酶在植物的运输贮藏、碳水化合物代谢中发挥主要作用.并在渗透调节、抗逆性生长繁殖、以及信号传导方面也发挥着重要的作用。
植物中蔗糖酶的分类
根据植物中蔗糖酶所处亚细胞位置,蔗糖酶可分为液胞型蔗糖酶、细胞质型蔗糖酶和细胞壁型蔗糖酶。前两者又统称为胞内蔗糖酶,细胞壁型蔗糖酶又被称为胞外蔗糖酶。不同的蔗糖酶进行反应所需的最适pH 值也有所不同,由此蔗糖酶又可分为酸性蔗糖酶和中性/碱性蔗糖酶。液胞型蔗糖酶和细胞壁型蔗糖酶在pH4 .5 至5 .0 时催化效率最高,因此也称为酸性蔗糖酶。细胞质型蔗糖酶水解蔗糖的最适pH 值为中性或略微偏碱性,因此称为中性/碱性蔗糖酶。而根据其溶解性,蔗糖酶又可分为可溶性蔗糖酶(包括液胞型蔗糖酶和细胞质型蔗糖酶)与非溶性蔗糖酶(细胞壁型蔗糖酶)。
提取方法
酵母提纯
酵母离心(8 000 r/min)15 min后收集菌体。将收集到的菌体用蒸馏水洗涤,离心,再洗涤,重复数次,直到菌体呈白色,倾出上清液,将不含杂质的干净的酵母保存待用。
粗酶液的制备
准确称取离心分离后的酵母10 g,加入60 mL 0.5 mmol/L的SDS溶液溶解,在pH值为5.5、50℃水浴中加热12 h后取出,4℃、10 000 r/min离心20 min.上清液即为粗制酶液。4℃保存。
葡萄糖标准曲线的制定
以葡萄糖含量为横坐标。以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
蛋白质标准曲线的制定
以蛋白质含量为横坐标。以吸光度为纵坐标。绘制标准曲线.
蔗糖酶活性的测定
稀释酶液0.5 mL.加入0.3 mL pH值为4.6、0.1 mol/L的NaAc—HAc缓冲液.0.2 mL 0.1 mol/L的蔗糖溶液.37℃准确反应15rain后.加0.125 mL l mol/L的NaOH溶液中止反应。用DNS法在540 nm波长下测定形成的还原糖量。在该条件下。蔗糖酶液1 min转化底物蔗糖生成1g葡萄糖定义为1个活力单位。
粗酶的乙醇初步分离
在所提粗制酶液中加入乙醇使其质量分数达30%,4℃放置过夜,4℃、10 000 r/min离心15 min.取上清液.追加乙醇使其质量分数达50%,4℃放置1 h,4℃、11 000 r/min离心15 min.弃上清液.沉淀用双蒸水溶解.4℃保存。经SDS抽提法提取.质量分数50%的乙醇沉淀所得的酶液用透析法(pH值为7.0的0.05 mol/L%s—HCI缓冲液)充分透析。所得透析液4℃保存。
SDS抽提法提取啤酒酵母中蔗糖酶
工艺条件优化:在单因素试验的基础上。选取SDS摩尔浓度、pH值、提取温度、提取时间4个条件,考察其对酵母蔗糖酶抽提效果的影响.采用4因素3水平正交表L934。做正交试验。
蔗糖酶的纯化
采用O一琼脂糖凝胶FF阴离子交换柱层析纯化粗酶液。将SDS抽提法提取出的蔗糖酶活性高的粗制酶液经质量分数50%的乙醇沉淀,溶解透析后,过Q-琼脂糖凝胶FF阴离子交换柱(用pH值为7.0、0.05 mol/L Tris-HCl缓冲液充分平衡)。用0~1 mol/L、60 min线性梯度的NaCI溶液(内含pH值为7.0、0.05 mol/L%s-HCI缓冲液)洗脱。体积流量为0.5 mL/min,每管收集mL。测定各管洗脱液的蔗糖酶活性与蛋白质含量,合并蔗糖酶活力高的若干管流出液。流出液经过透析脱盐,真空干燥后即为纯化的酵母蔗糖酶。