诱导剂对微杆菌产酯酶活性的影响研究(2)
微生物酯酶是一种重要的工业酶类，涉及到酯合成、内酯合成、酯交换、多肽合成、立体异构体的转化和拆分等催化反应，酯酶催化不需要辅酶且具有反应条件温和、方法简便、催化活性高、选择性强、产物易于分离、易于回收等优点。因此广泛应用于食品工业、医药行业、日用化工业、军事业和生物防护等领域[1]。尤其嗜热酯酶的高温反应活性，以及对有机溶剂、去污剂和变性剂的较强抗性，使它在食品、医药、制革、石油开采及废物处理等方面都有广泛的应用潜力[2]。由于我们所获得的海洋微生物酯酶BSE-1 具有嗜热酶和酯酶的双重特性，因此，在应用方面具有更广阔的市场。
1.2 酯酶的组成
酯酶主要包括脂肪酶（EC 3.1.1.3） 和羧酸酯酶（EC 3.1.1.1）[3-4], 两者在生化方面没有本质区别,只是在底物特异性上,羧酸酯酶倾向于水解酰基链长度小的底物(≤10), 而脂肪酶倾向于水解酰基链长度大的底物(≥10)[3-4]在结构上,酯酶属于α/β水解酶超家族,具有Ser-His-Asp构成的催化中心三组合（catalytic triad），其中Ser通常位于具有保守的Gly-Xaa-Ser- Xaa- Gly）五肽结构内[1-2]。细菌脂肪酶又包括八大家族：其中又包括7个亚族Subfamily I.1-I.7[4-7],阿魏酸酯酶（EC 3.1.1.73）又称为肉桂酸酯酶,是最近分离出一种酯酶,它是羧酸酯水解酶的一个亚类,它能水解阿魏酸甲酯,低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键[8]。
1.3 酯酶的来源
在自然界中，微生物能产生酯酶的资源是非常丰富的,从分类上中主要是真菌,真菌中主 要是青霉、链孢霉、红曲霉、黑曲霉、黄曲霉、根霉、毛霉、酵母菌、犁头霉、须霉、白地霉和核盘菌等12属23种；其次是细菌，在细菌中主要是芽孢杆菌属、假单胞菌属以及伯克霍尔德菌属等；另外，个别种类放线菌也能产生一定量的酯酶[1]。
1.4 酯酶的作用
在水分子的参与下酯酶可经由水解作用，将酯类切割成酸类与醇类。此类酶参与多种生物化学反应，依其专属受质、蛋白质结构，以及功能而有不同。
酯+水→酸+氢氧化合物。
1.5 微生物酯酶的性质[9]
1.5.1 微生物酯酶和脂肪酶的差异
在某些文献报道中，微生物酯酶和脂肪酶的定义和分类并没有加以严格的区分，甚至把两者等同起来看待。虽然它们都是催化酯键的水解酶类，但实际上它们存在很大的差异，从酶的定义、分类，产生菌的筛选，酶的作用机制，底物的特异性，酶活的测定以及到应用方面都有很大的不同。
作用底物的碳链长短不同是微生物脂肪酶与酯酶的主要差异：脂肪酶优先水解长链脂类，而酯酶则优先水解短链的酯类；其次，两者所要求的底物的物理状态不同：脂肪酶专门在异构系统( 油－水的界面) 上作用，而酯酶与其他水解酶的作用方式相同，只作用与水溶性的底物或者说只能分解已溶解的底物；再次，酯酶可以水解具有一元醇结构的有机酸单酯，虽然部分酯酶也可水解脂肪和甘油酯，但速度要慢得多。另外，脂肪酶通过“界面激活(interfacial activation) ”现象区别于酯酶，酯酶遵循经典的 Michaeiis－Menten 动力学，脂肪酶却由于其催化核心的特殊结构为疏水区域，需要一个最小的底物浓度。
还需要指出就是，两者在动力学拆分上也存在因天然底物的不同而对光学活性物表现出不同的特性：脂肪酶的催化反应特性体现在其天然底物是一个手性醇和一个非手性酸所形成的酯，可以预料脂肪酶对于手性醇酯的水解作用比手性醇酸的水解更为有用；酯酶则表现出相反立体化学识别能力。
1.5.2 微生物酯酶的酶学性质