-甘露聚糖酶,生物技术 刘丹,81050438,酶的来源 酶的理化性质 酶的酶学特征 氨基酸组成 作用方式 产物 应用与开发,-甘露聚糖酶（endo-1,4-mannanase）是一类降解甘露多糖的酶总称，属于一种半纤维素酶类.,一、-甘露聚糖酶的来源,动物-甘露聚糖酶 植物-甘露聚糖酶 微生物-甘露聚糖酶 主要来源,二、-甘露聚糖酶的理化性质,分子量小的只有22000，大的可达到62000最适反应pH值真菌及动物来源的一般偏弱酸性细菌和放线菌的常为中性或偏碱,绝大多数-甘露聚糖酶的等电点都在2.56.5之间对重金属离子及巯基修饰剂比较敏感，有较好的热稳定性。,三、-甘露聚糖酶的酶学特征 pH对酶活力的影响,温度对酶活性的影响,金属离子对酶活力的影响,-甘露聚糖酶作用的专一性,四、-甘露聚糖酶的氨基酸组成,巯基修饰剂的专一性修饰,色氨酸的专一性修饰,羧基的专一性修饰,丝氨酸的专一性修饰,组氨酸的专一性修饰,五、-甘露聚糖酶的作用方式,-甘露聚糖酶是水解1,4- S -D-吡喃甘露糖为主链的内切水解酶。作用底物主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖以及甘露聚糖。 -甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要与半乳糖残基和葡萄糖残基在主链中的位置、含量、酯酰化的程度有关，底物本身的物理状态也会影响酶对底物的作用。,一般来说：,难溶性的甘露多糖较可溶性的难水解:糖成分复杂的较简单的难水解;糖基上羟基被取代的较未取代的难水解;多分支侧链的较一般线状的难水解;聚合度低的较聚合度高的难水解。 另外，不同来源的一甘露聚糖酶对底物的要求也不一样。,-甘露聚糖与-甘露聚糖酶的作用位点,六、-甘露聚糖酶的产物,甘露聚糖经-甘露聚糖酶作用后，主要产物是寡聚糖(一般2-10个残基)，产物聚合度的大小与酶和底物的来源有关，但相对来说，产生单糖(甘露糖)很少或根本不产生。产物比较多，但几乎为不含支链的产物。完全降解还需其它酶。,七、-甘露聚糖酶的应用与开发,直接应用：在饲料工业中的应用在造纸工业中的应用 水解产物-甘露低聚糖的生理功能水溶性膳食纤维调节非免疫防御系统调节免疫防御系统,The end,Thanks,-甘露聚糖酶的纯化,一、简述-甘露聚糖酶的功效,-甘露聚糖酶（endo-1,4-mannanase）是一种新型的酶制剂，属于一种半纤维素酶类，它除具有一般非淀粉多糖（NSP）酶类的作用降解NSP，降低肠道粘度，促进营养物质的消化和吸收外；还是一种多功能的促生长剂，因为它可以促进类胰岛素生长因子IGF-I的分泌，促进蛋白质的合成，提高瘦肉率；,一、简述-甘露聚糖酶的功效,同时，它还可消除豆类中富含的-甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰，极大提高饼粕尤其是豆粕的能量消化率。添加了-甘露聚糖酶后动物的抵抗力及整齐度都有提高。实践证明，-甘露聚糖酶已超脱了传统酶制剂的作用，成为一种新型的促生长饲料添加剂。,表1 常见原料的-甘露聚糖含量,二、饲料中的-甘露聚糖如何影响动物的生长和健康？,虽然玉米可较充分地被单胃动物消化，但豆粕中的能量只有5060被利用。因为豆粕含有大约227的半纤维素，实际上这是单胃动物包括猪、禽不可消化的非淀粉多糖（NSP）。 NSP的其中一种组分是-甘露聚糖（半乳甘露聚糖），其在豆粕中的含量高于其它常用的饲料原料。,二、饲料中的-甘露聚糖如何影响动物的生长和健康？,-甘露聚糖除了消化率低之外，还对家禽具有多方面负面的生理影响。研究表明，即使是低浓度的-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素样生长因子（IGF）生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程。其它负面影响包括降低氮存留量、脂肪吸收率和氨基酸摄入量以及减少水的吸收而导致排泄物水分过多 。,二、饲料中的-甘露聚糖如何影响动物的生长和健康？,-甘露聚糖在畜禽肠道细胞发育不完全，或在应激环境下，会过度刺激免疫反应，造成对生长性能的的伤害，引起不良免疫反应，摄食量下降，生长更加迟缓，造成体重轻的数量增加，群体均匀度变差。,-甘露聚糖酶的作用机制,三、-甘露聚糖酶如何提高动物的生长性能？,-甘露聚糖酶在图1的两种机制下，可有效地改进猪与家禽等单胃动物的生长性能。特别是在应激条件下，-甘露聚糖酶可使其生长性能显著改善。,三、-甘露聚糖酶如何提高动物的生长性能？,一般认为类胰岛素生长因子(IGF-I)是畜禽真正的生长调控因子。生长激素(GH)的促生长作用是IGF-I介导的。IGF-I作用于生长组织，刺激细胞对氨基酸的利用从而促进蛋白质的合成，抑制蛋白质的分解，最终导致蛋白质的净增长。,三、-甘露聚糖酶如何提高动 物的生长性能？,由图1可见-甘露聚糖酶对动物生产性能改善的作用机制。其抗病防病的作用机制有二：一是-甘露聚糖酶可以直接作用于肠黏膜，切断肠上皮细胞与病原菌的结合点，即碳水化合物核心基座、蛋白质和蛋白糖；,三、-甘露聚糖酶如何提高动 物的生长性能？,二是-甘露聚糖酶的反应产物为甘露寡糖，甘露寡糖可以竞争性地与某些病原菌结合，从而减少了这些有害菌与肠粘膜上皮细胞的联接，进而减少了发病的机率，达到防病抗病和治病的目的。,-甘露聚糖酶作用特点：, -甘露聚糖酶是一种多功能的促生长剂，可以促进类胰岛素生长因子IGF-I的分泌，促进蛋白质的合成，提高瘦肉率，促进生长。 消除饲料中甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰，极大提高豆粕的能量消化率 降低肠道粘度，促进能量、蛋白、纤维素的消化和吸收。,