南昌大学食品营养与健康创新团队最新研究：米糠脂肪酶的分离纯化、鉴定、酶学性质及其催化机理的研究

近日，南昌大学食品营养与健康创新团队在国际期刊LWT-Food Science and Technology发表了题为“Purification, identification, characterization and catalytic mechanism of two lipases from rice bran (Oryza sativa)”的文章（https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020110693）本研究主要分离并鉴定了米糠来源的脂肪酶，随后对其酶学性质及催化机理进行了一系列研究。文章第一作者为南昌大学食品学院博士研究生余诚玮，通讯作者为邓泽元教授。

Introduction

米糠是稻米加工的副产物，虽然重量仅占稻米总量的8-10 %，但是却含有多种可利用的必需营养素，如蛋白质、脂质、碳水化合物、膳食纤维、矿物质等。米糠油被认为是米糠加工中最重要且最有价值的产物，含有合适的脂肪酸组成，富含维生素E、植物甾醇、谷维素、角鲨烯等生物活性成分。米糠油具有降胆固醇、降血脂、抗衰老、抗氧化、抗癌、降低患心血管疾病风险等功能，因而与橄榄油齐名，被西方国家誉为是“世界上最健康的油”之一。

尽管米糠油具有一系列的健康功效，但现如今超过90 %的米糠都未得到充分、有价值的利用，只有不足10 %的米糠被用于生产米糠油或者是其他高值化利用。造成米糠利用率极低的一个最为重要的原因是米糠极易酸败，不易保存。米糠含有脂肪酶，在稻米中，脂肪酶和米糠油处于不同的部位，二者不发生催化反应，但在碾米之后，二者接触则造成了油脂快速水解产生大量的游离脂肪酸，使得米糠油的酸价上升极快，难以保存。现如今虽然有多种米糠稳定化方法，可以有效延长米糠的保存时间，但其中很多方法成本高、设备要求高，部分方法也会造成米糠重要营养成分的损失，因而亟待我们提出新型、高效、低成本、绿色化的米糠稳定化方法。寻找新方法则需要我们对米糠脂肪酶的性质有着充分的了解，因而本研究从米糠中分离纯化并鉴定得到了两种脂肪酶，研究了其酶学性质，随后通过蛋白质3D同源建模技术及分子对接技术研究了该脂肪酶的催化机理。

Results and Disscussion

经过DEAE-琼脂糖离子柱及G- 75 葡聚糖凝胶柱的两步纯化，得到了两种米糠脂肪酶，纯化倍数为1 6.31 倍，纯化得率为1 0.64 %。随后通过液质鉴定并搜Uniprot数据库得到了两种米糠脂肪酶的氨基酸序列，二者的分子量分别为 34929 Da和3 4072 Da，并且两种脂肪酶的氨基酸序列组成较为相似，有较高的同源性。在酶学性质研究中，米糠脂肪酶的最适温度为4 0 ℃，最适pH为7 .5 ，在5 0 ℃以下和pH 7 - 7.5 之间具有较好的稳定性。除Na + 和Co + 外，大多数金属离子对米糠脂肪酶的活性有显著的抑制作用，大多数高极性有机溶剂可以显著降低其活力。表面活性剂如吐温8 0 、曲拉通1 00 和SDS可以分别显著降低脂肪酶活性至7 0.88 %，8 0.08 %和7 3.74 %。蛋白抑制剂PMSF、DEPC和Pepstatin的作用位点分别为Ser、His、Asp，实验证明这三种抑制剂可以显著降低米糠脂肪酶的活性，因而推测米糠脂肪酶的催化活性中心是由Ser、His和Asp组成的。随后使用分子对接对米糠脂肪酶的活性位点进行验证并推测其催化机理，结果表明米糠脂肪酶的催化活性中心是由Ser、His和Asp构成的催化三联体，催化机理与大多数脂肪酶相似，因此阻塞或者破坏米糠脂肪酶的催化三联体Ser-His-Asp可以为今后抑制米糠酸败提供一定的科学指导。

作者简介

清凉一夏

邓泽元，二级教授，博士生导师。现任南昌大学食品科学与技术国家重点实验室副主任。享受国务院特殊津贴，赣鄱英才555工程人才、江西省新世纪百千万人才工程人选，江西省高校中青年学科带头人，首届江西省优秀硕士指导教师，江西省高等学校教学名师，获得教育部优秀中青年教师（支助），江西省主要学科学术与技术带头人，“食品科学”与“营养与食品卫生学”重点学科带头人。现任中国农学会微量元素与食物链分会副理事长，中国粮油学会营养分会副会长，中国营养学会营养转化医学分会副主任委员，江西省微量元素与健康研究会名誉理事长，江西省营养学会理事长；美国化学学会（ACS）会员、国际食品学会（IFT）会员，《食品科学》、《农产品加工学刊》、《食品安全质量检测学报》、《乳业科学与技术》、《南昌大学学报》（理科版）、J of Agri. Food Chem.和J of Food Biochem.编委，中国保健食品评审专家。

余诚玮，2018级博士研究生。已获CSC留学基金委批准赴新加坡国立大学访学交流。参与科研基金4项，发表论文15篇，其中第一作者7篇，曾获2015年盼盼食品杯创意烘焙大赛全国最佳创意奖。主要研究方向为粮油加工、油脂与人体健康、蛋白质的纯化与鉴定、功能性食品。

编辑：张睿梅