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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(2):160-166
葡 糖 淀 粉 酶（Glucoamylase，GA） 是 一 大 类
能够从淀粉等底物分子的非还原端开始，逐步水
解 底 物 中 的 α-1，4 糖 苷 键 和 α-1，6 糖 苷 键 产 生 葡
萄糖的糖苷水解酶第 15 超家族（http ：//www.cazy.
org/GH15.html）的酶类（EC 3.2.1.3）。葡糖淀粉酶
的天然底物主要是各种来源的淀粉，包括直链淀粉、
支链淀粉和各种糊精等，葡糖淀粉酶底物专一性较
低，既能从淀粉链的非还原性末端切开 α-1，4 糖苷
键，也能缓慢切开 α-1，6 糖苷键，将直链淀粉从非
还原性末端依次切下葡萄糖单位，当底物为支链淀
粉，遇到 α-1，6 糖苷键分支时，先切割 α-1，6 糖苷键，
再切割 α-1，4 糖苷键，从而使支链淀粉水解成葡萄
收稿日期 ：2014-06-23
基金项目 ：国家自然科学基金项目（31160004），国家重点基础科学研究计划（2011CB808800），贵州省教育厅特色重点实验室建设项目
（黔教合 KY 字［2012］011 号），贵州省科技学技术基金项目（黔科合 J 字［2010］2156 号，黔科合 J 字［2012］2348 号，黔
科合 SY 字［2013］3013 号）
作者简介 ：王苗，女，硕士，研究方向 ：微生物天然产物生物合成 ；E-mail ：wmhappy@nwsuaf.edu.cn
通讯作者 ：岳昌武，男，博士，副研究员，副教授，硕士生导师，研究方向 ：微生物天然产物生物合成 ；E-mail ：changwuyue@126.com
黄英，研究员，博士生导师，研究方向 ：放线菌系统学与资源 ；E-mail ：huangy@im.ac.cn.
链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 多功能葡糖
淀粉酶 SoGA 的克隆、表达及鉴定
王苗1  李园园1  岳昌武1  邵美云1  吕玉红1  保玉心1  黄英2
（1. 遵义医学院医学与生物学研究中心 贵州省普通高校微生物资源及药物开发特色重点实验室，遵义 563003 ；
2. 中国科学院微生物研究所，北京 100101）
摘 要 ： 根据海洋来源链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 基因组测序结果设计特异引物，通过 PCR 扩增获得 1 条全长为
1 788 bp 的糖苷水解酶 15 家族蛋白新成员完全编码区 DNA 片段，该片段编码 1 个 595 个氨基酸残基、分子量为 66.2 kD 的预测蛋白。
利用基因工程技术将该片段重组入原核表达质粒 pET32a 并转化宿主菌 BL21（DE3）plySs，IPTG 诱导融合蛋白表达，表达的包涵
体融合蛋白经纯化、复性后利用 DNS 法测定其在不同温度、pH 条件下催化不同底物产生还原糖的活性。结果表明，该酶能够水
解纤维素、淀粉等多种底物产生还原糖活性，且对不同底物表现不同的最适 pH 和最适反应温度。
关键词 ： 链霉菌 ；葡糖淀粉酶 ；基因克隆 ；蛋白表达 ；酶活
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.02.024
Isolation，Expression and Identification of Multifunctional
Glucoamylase from Marine Streptomyces olivaceus FXJ7.023
Wang Miao1 Li Yuanyuan1 Yue Changwu1 Shao Meiyun1 Lü Yuhong1 Bao Yuxin1 Huang Ying2
（1. Guizhou Key Laboratory of Microbial Resources & Drug Development，Zunyi Medical College，Zunyi 563003 ；2. Institute of Microbiology，
Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101）
Abstract ： SoGA, a predicted glucoamylase encoded by a full-length 1 788 bp gene consists of 595 amino acids was cloned from
Streptomyces olivaceus strain FXJ7.023 genomic DNA by PCR. Heterologous expression of SoGA in Escherischia coli strains BL21（DE3） plysS
was performed and a fusion protein with molecular weight of 83.22 kD was obtained. The novel recombinant glucoamylase showed multifunctional
catalytic activity of hydrolyze carboxymethylcellulose and starch under different temperature and pH.
Key words ： streptomycetes ；glucoamylase ；gene clone ；protein expression ；enzyme activity
2015,31(2) 161王苗等 ：链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 多功能葡糖淀粉酶 SoGA 的克隆、表达及鉴定
糖。在工业上由于葡糖淀粉酶主要用于水解淀粉来
生产葡萄糖，因而广泛应用于酒精、淀粉糖、味精、
柠檬酸、啤酒、白酒、黄酒等食品工业生产［1-8］、
农产品加工［9-11］以及抗菌素医药工业等［12，13］。早
期工业上应用的葡糖淀粉酶主要来自于根霉、黑曲
霉、红曲霉等霉菌［1，14-20］，随着生物技术的发展以
及工业需求的变化，当前对于葡糖淀粉酶的研究主
要集中在新型酶制剂的开发、高耐受性酶筛选及优
良基因工程菌株的构建等方面，研究者对多种微生
物来源的淀粉水解酶进行了筛选研究，以期获得具
有良好工业利用潜力的葡糖淀粉酶［21］。迄今，碳水
化合物活性酶数据库（carbohydrate-active enzymes，
http ：//www.cazy.org） 已 收 录 1 491 种 不 同 来 源 的
葡糖淀粉酶数据信息，其中古菌来源 202 种，细菌
来源 1 090 种，真核生物来源 186 种，未知来源 13
种。在这 1 000 多种葡糖淀粉酶中，有 57 种酶的
功能已得到验证，其中包括 1 种链霉菌 Streptomyces
hygroscopicus subsp. limoneus 来 源 的 葡 糖 淀 粉 酶
VLdI［22］。
本研究拟利用基因工程技术克隆并原核表达链
霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 基因组中预测的
1 条葡糖淀粉酶基因，通过 DNS 法检测该重组蛋白
在不同条件下催化不同底物的生物活性，初步评估
其应用潜力，旨在为进一步开发利用该酶提供试验
依据，给农产品加工、食品及医药工业生产等提供
新的水解碳水化合物产生葡萄糖的葡糖淀粉酶来源。
1 材料与方法
1.1 材料
链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023（CGMCC
4.7054）由中科院微生物所黄英课题组分离自 1 180
m 深 的 南 海 海 泥， 大 肠 杆 菌 基 因 工 程 菌 JM109、
BL21（DE3）pLysS 感受态细胞及高纯质粒提取试
剂盒等购自博迈德（北京）生物科技公司 ；基因克
隆载体 pMD18-T simple 购自宝生物（大连）公司 ；
rTaq 等 PCR 反应试剂、限制性内切酶、T4 DNA 连
接酶、去磷酸化酶等分子克隆所用酶类购自富酶泰
斯（深圳）生物科技公司 ；培养基、蛋白质表达纯
化等生化药品如无特殊说明均购自碧迪医疗（上海）
有限公司 ；DNA 凝胶回收试剂盒、PCR 产物回收试
剂盒等购自爱思进（杭州）生物技术有限科技公司；
引物合成及测序由英潍捷基（广州）有限公司完成。
葡萄糖、3，5-二硝基水杨酸、 氢氧化钠、甲基纤维素
钠、直链淀粉、支链淀粉及可溶性淀粉等酶活测定
试剂或标准品购自阿拉丁（上海）试剂公司。
1.2 方法
1.2.1 目的基因克隆及原核表达质粒载体构建 利
用 primer5.0 等 生 物 软 件， 根 据 课 题 组 前 期 链 霉
菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 基 因 组 测 序 结 果
（GenBank 登 录 号 APIV00000000.1） 设 计 SoGA 编
码基因的完全编码区扩增引物 ：上游引物 sogaEF ：
5-CCGGAATTCATGCACCCCCGTATCGAGGA-3， 下
游引物 sogaER ：5-CCCAAGCTTCTATCCTGCATCCT-
CTTCCCCG-3（下划线分别为限制酶 EcoR I 和 Hind
III 识别位点）。利用热酚法提取 Streptomyces olivaceus
FXJ7.023 基 因 组 DNA， 加 入 无 DNase 污 染 的
RNaseA 去 除 RNA 后， 经 1% 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 和
分光光度法检测 DNA 质量合格后用于 PCR 模板进
行目的基因 PCR 扩增，PCR 体系如下 ：rTaq 2 U，
sogaEF 20 pmol，sogaER 20 pmol，DMSO 3.0 μL，dN-
TPmix（10 nmol/L each）1.5 μL， 模 板 DNA 100 ng，
10×PCR buffer 5.0 μL，去离子水补足至 50 μL。PCR
扩增程序 ：95℃预变性 3 min ；95℃ 30 s，56℃ 30 s，
72℃ 90 s，共 30 个循环 ；72℃总延伸 5 min。PCR
扩增产物经 1% 琼脂糖凝胶电泳检测，利用 PCR产
物纯化试剂盒纯化目的片段。取 300 ng 纯化的 PCR
产物和 50 ng 的 pMD18-T simple 室温（约 20℃）连
接 3 h， 转 化 大 肠 杆 菌 JM109 感 受 态 细 胞。37℃，
200 r/min 振 荡 培 养 1 h， 取 200 μL 转 化 产 物 涂 布
于含终浓度为 100 ng/μL 氨苄西林的 LB 固体平板，
37℃倒置培养过夜后，无菌牙签挑取转化子置于
600 μL 含终浓度为 100 ng/μL 氨苄西林的 LB 液体培
养基中 220 r/min，37℃培养 3 h，取 1 μL 培养物与
20 μL PCR 体系中进行菌液 PCR 扩增，筛选重组子。
菌液 PCR 体系如下 ：rTaq 0.8 U，正向引物 M13-47F
（5-CGCCAGGGTTTTCCCAGTCACGAC-3）10 pmol，
反 向 引 物 M13-48R（5-AGCGGATAACAATTTCA-
CACAGGA-3）10 pmol，DMSO 1.0 μL，dNT-Pmix
（10 mmol/L each）0.75 μL，菌液 1 μL，10×PCR bu-
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.2162
ffer 2.0 μL， 去 离 子 水 补 足 至 20 μL。 菌 液 PCR 扩
增程序 ：95℃预变性 3 min ；95℃ 30 s，56℃ 30 s，
72℃ 90 s，共 30 个循环 ；72℃总延伸 5 min。PCR
扩增产物经 1% 琼脂糖凝胶电泳检测，根据长度初
步判断是否为阳性重组子。取 500 μL 经菌液 PCR 筛
选、鉴定后的重组子菌液，高纯质粒提取试剂盒法
提取质粒 DNA 并利用 EcoR I/Hind III 限制酶双酶切
鉴定。经酶切进一步鉴定的重组子由英潍捷基有限
公司完成测序并利用 BLAST 软件比对以确定克隆得
到 DNA 片段是否为目的基因，鉴定后的阳性重组子
命名为 pMD-soga。利用 EcoR I/Hind III 限制酶双酶
切 2 μg 的 pMD-soga 质粒 DNA，DNA 凝胶回收试剂
盒回收目的 DNA 片段。取 500 ng 回收的双酶切目
的 DNA 片段和 100 ng 经 EcoR I/Hind III 限制酶双酶
切并去磷酸化的 pET32a 质粒 DNA，T4 DNA 连接酶
室温连接 3 h，连接产物转化大肠杆菌 JM109 感受态
细胞。转化子筛选、重组子鉴定流程除菌液 PCR 引
物使用基因特异引物外与前述 pMD-soga 质粒鉴定完
全一致，经测序验证后的原核表达质粒载体命名为
pET-soga。
1.2.2 目的蛋白诱导表达 分别取 100 ng pET-soga
质 粒 和 pET32a 质 粒， 转 化 大 肠 杆 菌 BL21（DE3）
pLysS 感受态细胞，转化子经过夜培养、T7 启动子
引 物（5-TAATACGACTCACTATAGGG-3）/T7 终 止
子 引 物（5-TGCTAGTTATTGCTCAGCGG-3） 菌 液
PCR 鉴定后，将含重组质粒的基因工程菌分别命名
为 pET-soga BL21 和 pET32aBL21。取前述 2 种基因
工程菌各 50 μL，分别接种于 5 mL 含终浓度为 100
ng/μL 氨苄西林的 LB 液体培养基中 220 r/min，37℃
培养 3 h 后分别接种 100 mL 含终浓度为 100 ng/μL
氨 苄 西 林 的 LB 液 体 培 养 基 中 220 r/min，37℃ 培
养 至 OD600=0.3 时， 取 5 mL 上 述 培 养 物 分 装 至 50
mL 无菌离心管，加入终浓度为 0、0.5、1.0 和 2.0
mmol/L 的 IPTG，分别置于 18℃、28℃和 37℃诱导
6 h。取 1 mL 诱导后培养物，4 000 r/min 离心 5 min，
菌体沉淀加入 100 μL 的 5×SDS-PAGE 电泳上样缓
冲液，置于 99℃金属浴中裂解 10 min，12 000 r/min，
室温离心 10 min，上清即为菌体总蛋白裂解液。分
别取 10 μL 总蛋白裂解液上样，10% 的 SDS-PAGE
凝胶电泳。考马斯亮蓝 R250 染色 6 h 后，甲醇 - 冰
醋酸脱色液脱色 6 h，判断蛋白质表达情况。根据
目的蛋白表达情况，选取 250 mL 三角瓶中加入 100
mL 含终浓度为 100 ng/μL 氨苄西林的 LB 液体培养基，
OD600=0.3 时 加 入 1.0 mmol/L IPTG 于 37℃ 220 r/min
振荡培养 6 h 为表达条件，大量诱导表达目的蛋白。
经 SDS-PAGE 鉴 定 表 达 目 的 蛋 白 的 发 酵 物，
4 000 r/min，4℃离心 10 min，收集菌体，PBS（pH
7.6）漂洗 3 次后加入 10 mL 含终浓度为 25 ng/mL 溶
菌酶、0.1% 脱氧胆酸钠的 PBS（pH7.6）重悬菌体，
于超声裂解仪冰浴条件下超声破碎细菌。取 100 μL
裂解液，12 000 r/min，4℃离心 10 min，上清加入
500 μL 冰 冷 丙 酮 后 置 冰 上 10 min 后 12 000 r/min，
4℃离心 10 min。菌体超声裂解物沉淀加入 50 μL 的
5×SDS-PAGE 电泳上样缓冲液，置于 99℃金属浴中
裂解 10 min，12 000 r/min，室温离心 10 min，分别
取 10 μL 总蛋白裂解液上样，10% 的 SDS-PAGE 凝
胶电泳判断蛋白质表达状态。
1.2.3 包涵体蛋白纯化与复性 取超声裂解后的总
蛋白沉淀，加入 15 mL 预冷 PBS（pH7.6）漂洗 3 次
去除可溶蛋白后，每 1.0 g 湿蛋白加入 100 mL 冰冷
的 8 mol/L 尿素 4℃放置过夜重溶包涵体。待无肉眼
可见悬浮物后，12 000 r/min，4℃离心 10 min。取上清，
置冰上缓慢加入冰冷的包涵体蛋白稀释缓冲液（含
0.5 mol/L 精氨酸，10% 甘油的 PBS 缓冲液，pH7.6）
至尿素终浓度为 0.5 mol/L。将稀释后的包涵体蛋白
转移至透析袋（截留分子量 300 000），冰浴条件下
用包涵体蛋白稀释缓冲液每 4 h 换取 1 次透析液，
50 r/min 连续振荡透析 24 h 去除尿素。最后以不含
精氨酸的包涵体蛋白稀释缓冲液透析去除精氨酸。
1.2.4 酶活测定 根据葡糖淀粉酶催化活性，以单
位时间内每克酶蛋白催化产生还原性糖的摩尔数作
为该酶的活力单位（U）。采用 DNS 法［23］测定反应
产生还原性糖量。具体操作为在 350 μL 反应体系中
加入 0.1 mg 酶蛋白和相应的底物，pH7.0 条件下，
分别在 40、45、50、55、60 和 65℃反应 30 min 后，
加入 150 μL DNS 试剂沸水煮 5 min，立即冰浴冷却
至室温，分别检测其波长 540 nm 的光密度值，根据
标准曲线计算相应的温度下酶活。该酶催化最适 pH
测定采取梯度 pH 法，即各自底物最适催化温度下，
分别在 pH4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5
2015,31(2) 163王苗等 ：链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 多功能葡糖淀粉酶 SoGA 的克隆、表达及鉴定
和 9.0 条件下反应 30 min 后，加入 150 μL DNS 试剂
沸水煮 5 min，立即冰浴冷却至室温，分别检测其在
波长 540 nm 的光密度值，根据标准曲线计算相应的
pH 下酶活。
2 结果
2.1 soga基因克隆及序列分析
通过特异引物 PCR 扩增得到 1 条全长为 1 788 bp
目 的 片 段， 菌 液 PCR 筛 选 结 合 EcoR I/Hind III 限
制酶双酶切鉴定该片段 T/A 克隆的阳性重组子测
序 NCBI 在线 BLAST 结果表明，成功从海洋链霉菌
Streptomyces oLivaceus FXJ7.023 克隆到 1 条编码 595
个氨基酸残基、分子量为 66.2 kD 编码糖苷水解酶
15 家族蛋白新成员，命名为 soga。预测的 SoGA 氨
基酸序列与已鉴定功能的微生物来源的糖苷水解酶
15 家族葡糖淀粉酶进行系统进化分析，结果（图 1）
表明，与 SoGA 氨基酸序列相似性最高的葡糖淀粉
酶是 Streptomyces hygroscopicus subsp. limoneus 来源的
VLdI（相似性为 58%），与真核微生物 Blastobotrys
adeninivorans 来源的 GaA 的氨基酸序列相似性 24%，
与古菌 Thermoplasma acidophilum 来源的 TaGA 的氨
基酸序列相似性仅为 19%，表明该蛋白是一个较新
的编码糖苷水解酶 15 家族蛋白。
gi|216417|Clostridium sp.CGA
gi|34146785|Clostridium thermoamylolyticum
gi|20516826|Thermoanaerobacter tengcongensis MB4GA
gi|1655477|Arthrobacter globiformis Gld
gi|13423797|Caulobacter crescentus CB15GA
gi|1592211|Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661 MJ1610
gi|13814174|Sulfolobus solfataricus P2Ssg
gi|48431212|Picrophilus torridus DSM 9790 PTO1492
gi|10639514|Thermoplasma acidophilum TaGA
gi|118171519|Mycobacterium smegmatis str. MC2 155 MSMEG4528
Streptomyces olivaceus FXJ7.023 Glucoamylase SoGA
gi|84872462|Streptomyces hygroscopicus subsp. limoneus VldI
gi|600385|Blastobotrys adeninivorans GaA
gi|53750243|Legionella pneumophila str. Paris GamA
gi|370988681|Tricholoma matsutake Glu1
gi|2786|Amorphotheca resinae GamP
gi|307590719|Aureobasidium pullulans APGA1
gi|7801030|Neurospora crassa Gl-1
gi|40313280|Aspergillus awamori GA I
gi|134058219|Aspergillus niger GlaA0.2
图 1 微生物来源已知功能葡糖淀粉酶系统进化分析
2.2 Trx-SoGA融合表达及纯化
SDS-PAGE 结果（图 2）表明，与未加 IPTG 诱
导的基因工程菌 pET-soga BL21 总蛋白相比，加入
1.0 mmol/L IPTG 诱 导 的 基 因 工 程 菌 pET-sogaBL21
总蛋白中出现 1 条明显的分子量约为 80 kD 新蛋白
条带，与预期重组蛋白分子量大小一致，表明 Trx-
SoGA 成功被诱导表达。进一步分析表明诱导表达菌
裂解上清液中无该目的蛋白存在，表明该蛋白是以
包涵体的形式表达。诱导表达的菌体沉淀超声裂解
物经 PBS 漂洗多次后，可见乳白色沉淀且能完全溶
解入 8 mol/L 尿素。包涵体尿素溶液经包涵体稀释液
缓慢稀释到尿素终浓度为 0.5 mol/L 时，未见蛋白沉
淀析出，表明包涵体通过稀释成功复性。将复性成
功的 Trx-SoGA 透析去除残留尿素，SDS-PAGE 复性
效果表明，Trx-SoGA 以可溶形式存在于透析后上清
液中。
1 2 3 M
20.1
29.0
44.3
66.4
97.2
kD
M ：低分子量蛋白质 Marker ；1 ：未诱导基因工程菌 pET-soga BL21
总蛋白 ；2 ：IPTG 诱导基因工程菌 pET-soga BL21 总蛋白 ；3 ：复性、
纯化后重组蛋白 Trx-SoGA
图 2 重组蛋白 Trx-SoGA 表达及纯化效果分析
2.3 温度对Trx-SoGA酶活的影响
利用 DNS 法在 pH7.0 条件下，分别在不同温度
下测定 Trx-SoGA 催化不同底物产生还原性糖的酶
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.2164
活，结果（图 3）表明，Trx-SoGA 催化底物羧甲基
纤维素的酶活在 40℃时达到最大值（1.36 mmol/g）；
以可溶性淀粉为底物时，Trx-SoGA 酶活在 40℃时
达到最大值（1.95 mmol/g）；而分别以直链淀粉和支
链淀粉为底物时，该重组蛋白的最适反应温度则分
别为 55℃（酶活为 2.03 mmol/g）和 45℃（酶活为
A B
C D
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
1.0
1.2
1.4
䞦⍫mmol·g-1 
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
䞦⍫mmol·g-1 
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0.8
1.2
1.6
2.0
䞦⍫mmol·g-1 
⑙ᓖć ⑙ᓖć
⑙ᓖć ⑙ᓖć25 30 35 40 45 50 55 60 65 701.21.4
1.6
1.8
2.0
䞦⍫mmol·g-1 
A ：羧甲基纤维素钠 ；B ：可溶性淀粉 ；C ：直链淀粉 ；D ：支链淀粉
图 3 温度对 Trx-SoGA 催化底物产生还原性糖酶活的影响
1.90 mmol/g）。
2.4 pH对Trx-SoGA酶活的影响
Trx-SoGA 水解不同底物产生还原性糖酶活的结
果（图 4）表明，该蛋白水解羧甲基纤维素的最适
pH 为 6.0（酶活为 1.34 mmol/g），水解可溶性淀粉为
最适 pH 为 6.5（酶活为 3.39 mmol/g），水解直链淀
粉的最适 pH 为 8.5（酶活为 1.04 mmol/g），而催化
支链淀粉的最适 pH 是 8.0（酶活为 1.59 mmol/g）。
3 讨论
工业上用于水解生产糖类的淀粉原料主要有小
麦淀粉、玉米淀粉、大米淀粉及薯类淀粉等。利用
淀粉水解产生葡萄糖的方法主要有酸水解法［24，25］、
酶水解法［26，27］和酸酶结合水解法［28，29］。酸水解法
以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下
将淀粉水解转化为葡萄糖的方法，虽然具有过程简
单、产能大、时间短、技术含量低等优点，但存在
要求设备耐腐蚀、耐高温、高压，淀粉利用率低以
及淀粉原料要求严格（颗粒大小均匀等）、淀粉浓度
不宜过高，且在酸水解过程中有副反应的发生，特
别是产物直接用于食品和药品原料时存在安全隐患
等缺点。而酶法则能很好地克服酸水解法的这些缺
点，特别是条件温和、转化率高和产品安全，尽管
存在耗时较长、后期加工流程长和设备多等缺点，
但只要随着新型酶制剂的发现及酶解工艺的改进，
酶法将会取代酸水解法成为工业制糖的主要方法。
农产品加工、食品及医药工业生产上应用的葡
糖淀粉酶都是利用其热稳定性，目前研究者主要是
通过霉菌、酵母等真菌中筛选热稳定的糖化酶生产
菌株方法获得热稳定性好的葡糖淀粉酶 ［15，30］，由于
还没有理想的常温水解生淀粉的葡糖淀粉酶产品，
真正得到应用的基因工程葡糖淀粉酶较少。一般情
2015,31(2) 165王苗等 ：链霉菌 Streptomyces olivaceus FXJ7.023 多功能葡糖淀粉酶 SoGA 的克隆、表达及鉴定
况下，糖化酶都具有较宽的 pH 适应范围，但最适
pH 多为 4.5-6.0，不同来源的葡萄糖淀粉酶的糖化
最适温度和 pH 值可能存在一定的差异。例如，黑
曲霉为 55-60℃，pH 值 3.5-5.0 ；根霉 50-55℃，pH
值 4.5-5.5 ；拟内孢霉为 50℃，pH 值 4.8-5.0。葡糖
淀粉酶底物专一性较低，可水解直链淀粉、支链淀
粉及糊精等产生还原性糖，但目前尚未见同时具有
水解纤维素活性的葡糖淀粉酶的报道。虽然本研究
的结果离工业应用可能还有一定的距离，但如果结
合现代基因工程技术对该酶进行相应的突变等相关
操作，进一步提高其催化活力和改善催化条件，可
望在农产品加工、食品及医药等工业生产得以应用。
4 结论
本 研 究 利 用 PCR 技 术 从 海 洋 来 源 的 链 霉 菌
Streptomyces olivaceus FXJ7.023 基因组 DNA 中成功克
隆 1 个预测编码葡糖淀粉酶基因 soga，并在大肠杆
菌中成功表达出分子量约为 80 kD 的重组葡糖淀粉
酶 Trx-SoGA，DNS 法检测结果表明该酶可水解直链
淀粉、支链淀粉及可溶性淀粉等不同来源淀粉及羧
甲基纤维素产生还原性糖，且该酶对不同底物表现
出较广的最适 pH 范围（pH6.0-8.5）和较低最适反
应温度范围（40-55℃）。
参 考 文 献
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4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
䞦⍫mmol·g-1 
pH
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
0.9
1.0
1.1
䞦⍫mmol·g-1 
pH
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
1.4
1.5
1.6
䞦⍫mmol·g-1 
pH
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4䞦⍫mmol·g-1 
pH
A B
C D
A ：羧甲基纤维素钠 ；B ：可溶性淀粉 ；C ：直链淀粉 ；D ：支链淀粉
图 4 pH 对催化底物产生还原性糖酶活的影响
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.2166
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（责任编辑 马鑫）