探討真菌中β-葡萄糖苷酶於人參皂苷之受質特異性

Abstract

"微生物之β-葡萄糖苷酶在不同受質之水解特異性，常應用於改善食品的風味或是提升食品中的活性成分。實驗室先前利用Kluyveromyces marxianus之 β-葡萄糖苷酶 (Bgl1)轉換苦瓜皂苷及羅漢果皂苷，發現其對於結構具有受質水解特異性，對於O-linked醣基及β-1,6特定鍵結可進行水解。人參皂苷的結構與苦瓜皂苷及羅漢果皂苷相似，因此，本研究將進一步探討Bgl1對人參皂苷之水解特性。Bgl1在30℃下，轉換原人參三醇型皂苷 (protopanaxatriol-type)，反應0.5小時，Re及Rg1濃度分別由548 ppb及80 ppb顯著降低至212 ppb及52 ppb，20(S)-Rg2及20(S)-Rh1濃度分別由170 ppb及57 ppb顯著上升至1131 ppb及212 ppb，顯示Bgl1具有能力水解人參皂苷結構中O-linked醣基；在原人參二醇型皂苷 (protopanaxadiol-type)中，Bgl1反應1小時內，Rb1濃度由2116 ppb顯著降低至13 ppb，Rd濃度由1182 ppb顯著上升至3082 ppb後，再下降至2805 ppb，並產生具有高生理活性之Compound K，顯示Bgl1可依序水解Rb1結構中β-1,6鍵結及O-linked醣基。此外，Bgl1也可水解Rc、Rb2及Rb3結構中O-linked醣基，生成稀有人參皂Compound Mc、Compound Y及Compound Mx，但皆無法水解β-1,2鍵結之葡萄糖醣基，顯示Bgl1對於四環三萜之人參皂苷具有受質水解特異性。許多文獻指出不同來源之微生物β-葡萄糖苷酶，具有不同之水解特性。本研究希望深入探討同為真菌類之Aspergillus niger，其β-葡萄糖苷酶與K. marxianus之Bgl1水解位點差異性，利用異源蛋白表現系統，使E. coli大量表現A. niger重組β-葡萄糖苷酶，然而，發現蛋白最終會以包涵體(inclusion bodies)形式生成，而未能取得水溶性蛋白，因此，無法進一步進行試驗，未來期望可藉由改變蛋白表現系統之宿主或是與其他方法繼續探討其受質水解特異性。 "