植物(wù)細胞壁消化酶/降解酶（Cell wall-degrading Enzymes）專題

（植物(wù)原生(shēng)質體制備/纖維素酶/果膠酶/離析酶/崩潰酶）

專題關鍵詞：

CWDE (Cell wall-degrading enzyme) 細胞壁消化酶/降解酶；Protoplasts 原生(shēng)質體；Yakult Pharmaceutical 日本；CELLULASE R-10 纖維素酶R-10；Macerozyme R-10 離析酶R-10；Pectolase Y-23 果膠酶Y-23；Sigma；Driselase 崩潰酶；

背景介紹：

原生(shēng)質體（Protoplast）是指植物(wù)細胞去掉細胞壁後的裸露部分，體外培養條件(jiàn)下(xià)，具有以下(xià)功能(néng)：1）具全能(néng)型，可再生(shēng)細胞壁，進行連續的細胞分裂且能(néng)再生(shēng)成完整植株的能(néng)力；2）具攝取外源大分子、細胞器(qì)，以及細菌、病毒的能(néng)力，從(cóng)而原生(shēng)質體是進行遺傳操作，基因轉移的良好材料；3）通(tōng)過同種和異種植物(wù)的原生(shēng)質體融合，可産生(shēng)異核體，實現體細胞雜(zá)交，從(cóng)而培育出具有抗病原或更高(gāo)産量的新品種。原生(shēng)質體在細胞生(shēng)物(wù)學、遺傳學、植物(wù)生(shēng)理學、甚至分子生(shēng)物(wù)學基礎研究方面，都發揮著(zhe)極其重要的作用。

制備方法：

原生(shēng)質體（Protoplast）可通(tōng)過機(jī)械的人工(gōng)操作，或酶解法來制備。自(zì)1960年(nián)英國(guó)科學家Cocking第一(yī)次使用酶法大量制備原生(shēng)質體後，酶解法：溫柔消化，操作簡單，良好維持原生(shēng)質體完整性的特點，使其成為(wèi)主流方法。

酶解法主要根據植物(wù)細胞壁的結構特征來選擇合适的酶進行處理【見(jiàn)圖1，植物(wù)細胞質膜和細胞壁結構】。 

植物(wù)細胞被一(yī)層堅韌、半滲透性的細胞壁環繞，其細胞壁主要由多(duō)糖構成，還(hái)含一(yī)些蛋白(bái)和脂質。構成細胞壁的多(duō)糖主要有三種，1）纖維素（cellulose）：由β-(1,4)-D-吡喃葡萄糖基單元構成的一(yī)無分枝狀聚合物(wù)，與微纖維素的形成相(xiàng)關，微纖維素通(tōng)過半纖維素來實現交聯；2）半纖維素（Hemicellulose）：結構上(shàng)與纖維素具同源性的分枝狀多(duō)糖，因其含β-(1,4)-D-吡喃木(mù)糖苷單元構成的骨架。許多(duō)初級細胞壁中占比最大的半纖維素是木(mù)葡聚糖，其他發現于初級和次級細胞壁的還(hái)包括：葡糖醛酸木(mù)聚糖、阿拉伯木(mù)聚糖、葡甘露聚糖和半乳糖甘露聚糖。半纖維素這一(yī)交聯結構包埋在果膠基質内；3）果膠（pectin）：多(duō)糖複合物(wù)家族，所有都包含α-(1,4)-D-半乳糖醛酸骨架，可被随機(jī)乙酰化和甲基化。目前為(wèi)止，有三種果膠多(duō)糖亞類得以鑒定（Homogalacturonans，rhamnogalacturonans和substituted galacturonans）。

消化酶類型和基本參數：

根據植物(wù)細胞壁的結構，則使用以下(xià)幾種酶可完全有效的消化細胞壁，制備原生(shēng)質體。

1）纖維素酶（Cellulase）

纖維素酶通(tōng)常是一(yī)些酶混合物(wù)，含高(gāo)纖維素酶活性，以及一(yī)些半纖維素酶活性。這些酶複合物(wù)能(néng)夠降解纖維素、甘露聚糖、木(mù)聚糖、半乳甘露聚糖、果膠和其他多(duō)糖。

2）崩潰酶（Driselase）

崩潰酶（Driselase, from Basidiomycetes Sp.，CAS NO.85186-71-6），來源于擔子菌的一(yī)種水(shuǐ)解細胞壁的複合酶，含昆布多(duō)糖酶，木(mù)聚糖酶，纖維素酶，半纖維素酶，果膠酶等，非常适合消化植物(wù)細胞壁以制備原生(shēng)質體。

3）Macerozyme R-10（歸類于Macerating enzyme離析酶）

離析酶R-10（Macerozyme R-10，CAS NO.9032-75-1），來源根黴屬菌（Rhizopus sp.）的一(yī)種離析酶，含高(gāo)果膠酶和半纖維素酶活性，可用來降解植物(wù)組織以分離單細胞。常與纖維素酶R-10聯合使用以制備植物(wù)原生(shēng)質體。

離析酶R-10是多(duō)功能(néng)酶複合物(wù)，含以下(xià)特征：

酶活性：>3,000 U/g

果膠酶：0.5 U/mg 
纖維素酶：0.1 U/mg 

半纖維素酶：0.25 U/mg

最佳工(gōng)作pH：3.5 - 7.0

最佳工(gōng)作溫度：40℃-50℃

溶解性：1mg/ml in 0.1M醋酸鈉緩沖液，pH 4.5

4）Pectolase Y-23（歸類于Macerating enzyme離析酶）

果膠酶Y-23（Pectolase Y-23），來源于曲黴菌Aspergillus japonicus的一(yī)種高(gāo)度純化的離析酶，包含兩種類型的果膠酶，比如：endo-polygalacturonase（EC. 3.2.1.15）和endo-pectin lyase，高(gāo)活性。另外，還(hái)含浸潤刺激因子，通(tōng)過兩種果膠酶活性能(néng)顯著刺激組織浸潤發生(shēng)。

果膠酶Y-23（Pectolase Y-23）能(néng)從(cóng)廣泛的高(gāo)等植物(wù)和組織中分離具生(shēng)理活性的原生(shēng)質體。

應用圖片：

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品牌故事(shì)：

日本國(guó)株式會(huì)社Yakult本社（YAKULT HONSHA CO., LTD）創業(yè)于1935年(nián)，設立于1955年(nián)4月(yuè)9日，至今擁有70多(duō)年(nián)生(shēng)産和銷售發酵型乳制品的曆史，是世界上(shàng)知名的生(shēng)産和銷售發酵型活性乳酸菌乳飲品的制造商之一(yī)。Yakult集團下(xià)屬共有40多(duō)個(gè)子公司。其中，Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.主要生(shēng)産酶，低(dī)聚半乳糖等，其提供的纖維素酶，離析酶及果膠酶受到(dào)全世界科研工(gōng)作者的親睐。不僅提供實驗研究級别，還(hái)提供工(gōng)業(yè)級别的消化酶。我司提供的為(wèi)科研級别的CELLULASE "ONOZUKA"R-10，Cellulase “Onozuka” RS，Macerozyme R-10和Pectolase Y-23。

注意事(shì)項

為(wèi)了您的安全和健康，請穿實驗服并戴一(yī)次性手套操作。

 — —Written/Edited by V. Shallan【版權歸MKBio懋康所有】

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