科创中国

本研究为武汉市科技攻关计划项目（201060623267）和其它科研项目的研究成果。项目组利用原生质体融合和基因定点突变等技术，对T. lanuginosus DSM10635所生产的木聚糖酶1YNA进行改良，达到了高产和提高热稳定性的效果。通过原生质体诱变等方法，该真菌产酶能力提高了50 %以上且生长性能稳定；通过基因定点突变增加木聚糖酶1YNA的双硫键，耐热性提高了8 ℃；碱法提取玉米芯木聚糖的优化，获得优质木聚糖；利用该木聚糖酶水解玉米芯，获得了有较高价值的木寡糖，经济效益显著。
半纤维素大量存在于植物的木质化部分，如木材中占干重的15 %-25 %，农作物秸秆中占25 %-45 %。作为半纤维素主要成分之一的木聚糖是由木糖通过β-1,4-糖苷键聚合而成的主链和一些侧链基团共同构成的一类杂合多聚糖，在木聚糖酶的作用下可被降解为国际市场上急需的低聚木糖和木糖。农业废弃物中，玉米芯的产量巨大，含有35 %~40 %多聚戊糖（主要成分为木聚糖），可以作为理想的提取木聚糖原材料。
本研究已圆满完成对该具有生物安全性菌种T. lanuginosus DSM10635的紫外线和亚硝酸复合诱变，提高该菌株木聚糖酶的产量50%；利用基因工程方法和分子生物学技术，首次在木聚糖酶1YNA的N端添加了一个二硫键，使该木聚糖酶的热稳定性提高了8℃，半数失活（10分钟）温度达到了74℃；优化了玉米芯制备木聚糖和低聚木糖的工艺，获得了优质的玉米芯木聚糖和低聚木糖。