褐藻胶裂解酶的创制及应用

现代海洋

课题组前期从海洋淤泥中筛选出一株V. natriegens SK42.001生长迅速，该菌株携带天然质粒并且能够表达外源基因，具有作为新型模式生物的开发价值和应用潜力。同时，该菌株含有编码褐藻胶裂解酶的基因、编码寡褐藻胶裂解酶的基因，还可用于生产制备褐藻寡糖相关产品。

课题组构建了分泌表达褐藻胶裂解酶的大肠，以大肠杆菌为宿主表达来源于需钠弧菌褐藻胶裂解酶，所得重组大肠杆菌在常规LB培养基中即可生产分泌胞外褐藻胶裂解酶，无需添加诱导底物海藻酸钠，并且简化蛋白下游加工工艺，具有较大的工业化应用潜力。

课题组解析了编码褐藻胶裂解酶的基因，该褐藻胶裂解酶降解活性高，酶活达65U/mg；性质稳定，于4℃储存18个月后酶活仍保持初始酶活的98%以上；具有很高的产物特异性，可特异性生产褐藻寡糖三糖。该酶具有重要的工业应用价值和科学研究价值。

潜在应用领域：

（1）褐藻寡糖的产业化开发：优化工艺，提高褐藻胶裂解酶酶活，降低生产成本；研究褐藻胶裂解酶的降解机理，开发一系列链长和单糖组成可控的褐藻寡糖；

（2）褐藻组分的高效制备：通过褐藻胶裂解酶对褐藻进行前处理，降低体系粘度，开发褐藻组分（蛋白质、色素、微量元素、褐藻寡糖）的高效分离技术，用作不同的食品添加剂；

（3）褐藻基食品添加剂的高效制备：研发褐藻基褐藻基裂解酶水解物作为不同功能的食品添加剂（咸味、鲜味、增稠等）；

（4）褐藻组分的应用研究：开展褐藻蛋白、褐藻色素在人造肉中的应用研究。

我国目前是世界上人工养殖海带产业规模最大的国家，虽然年产量占到了世界年总产量的90%以上，但年销售额仅与日本相当。主要原因是由于缺乏深度综合精深开发利用关键技术的支撑，使产品结构单一、附加值低，最终导致企业盈利能力差，严重挫伤了养殖业户的积极性，难以适应经济和社会发展的需要。而将褐藻胶裂解酶应用于大宗低值藻类的加工处理，通过建立清洁低耗、高效高值的海带加工生产新技术体系，有助于加快缩短与发达国家在技术储备和知识产权上的差距，打破国外关键技术壁垒，实现了褐藻资源的高值化开发与利用，全链条推动我国海带产业实现新旧动能转换，为国内外海藻精深加工与副产物的高值化利用开拓了一条崭新的路径，再加上产品附加值高、生产成本低、用途广泛、关键技术绿色可持续，对保障藻类产业链延伸与可持续健康发展、建设“海上蓝色粮仓”、促进海洋经济结构调整、带动我国由海藻产业大国向海藻产业强国跨越均具有十分重要的现实意义。

发明专利

2019106713240 2019106716728 2019106722057

达到国内领先水平

独立研究

国家级

国家自然科学基金面上专项

62.00万元