简介
木质纤维素作为自然界最丰富的可再生资源，其高效转化对实现绿色可持续发展具有重要意义。β-葡萄糖苷酶是纤维素糖化过程中的关键限速酶，它可将纤维二糖转化为葡萄糖，从而同时解除纤维二糖的纤维素酶反馈抑制。然而，天然β-葡萄糖苷酶在工业应用中往往存在酶活性不高、稳定性差等诸多瓶颈问题。特别地，在很多预处理生物质的绿色溶剂如离子液体、低共熔溶剂(DES)等体系中β-葡萄糖苷酶较易失活，因而制约了木质纤维素原位酶解糖化及其进一步高值化转化的发展[1]。
β-葡萄糖苷酶的性状
结构修饰
近年来，蛋白质工程技术为提高β-葡萄糖苷酶性能提供了新思路。研究表明，通过理性设计对酶的刚性区和柔性区进行针对性改造，可显著提升其催化活性和稳定性。通常对于需要在极端条件下(如高浓度离子液体、高温等)保持活性的工业酶来说，该策略在提升酶在极端条件下的稳定性方面显示出独特优势。通常，刚性区修饰通过稳定局部结构增强溶剂耐受性，而柔性区突变则通过变构效应提升催化效率。然而，目前关于刚性区与柔性区突变对酶性能的协同调控尚不清楚，特别是在含有低共熔溶剂体系中能保持较高活性与稳定性的β-葡萄糖苷酶如何定向设计还需要深入研究[1]。
合成方法
将松柏素（9.62 mmol）溶解在醋酸/醋酸钠缓冲液（pH 4.6, 100 mL）中。在反应混合物中加入β-葡萄糖苷酶（30 mg, 6.4 U/mg）和漆酶（2 mL, 1093 IU/mL）。在30°C下将溶液与灭菌空气混合。反应30分钟后，加入热蒸馏水（80℃，100 mL）停止反应。离心（8000 r/min， 8分钟）后，除去上清。用水彻底清洗残渣，去除酶和残留的木质素前体。将残留物冷冻干燥。用二氯乙烷/乙醇（2:1 v/v）混合物萃取沉淀物。沉淀以8000 r/min离心8分钟。收集上清。在真空中除去溶剂得到标题化合物β-葡萄糖苷酶[2]。
参考文献
[1] 房睿琦,孟凡金,严立石,等. β-葡萄糖苷酶的分子改造及其低共熔溶剂耐受性 [J/OL]. 化工进展, 1-11[2025-12-18]. https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2025-1285.
[2] Preparation of oligomeric phenolic compounds (DHPs) from coniferin and syringin and characterization of their anticancer properties. By: Xie, Yimin; et al. BioResources (2020), 15(1), 1791-1809.