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

（植物原生質體制備/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：

原生質體（Protoplast）是指植物細胞去掉細胞壁后的裸露部分，體外培養條件下，具有以下功能：1）具全能型，可再生細胞壁，進行連續的細胞分裂且能再生成完整植株的能力；2）具攝取外源大分子、細胞器，以及細菌、病毒的能力，從而原生質體是進行遺傳操作，基因轉移的良好材料；3）通過同種和異種植物的原生質體融合，可產生異核體，實現體細胞雜交，從而培育出具有抗病原或更高產量的新品種。原生質體在細胞生物學、遺傳學、植物生理學、甚至分子生物學基礎研究方面，都發揮著極其重要的作用。

制備方法：

原生質體（Protoplast）可通過機械的人工操作，或酶解法來制備。自1960年英國科學家Cocking第一次使用酶法大量制備原生質體后，酶解法：溫柔消化，操作簡單，良好維持原生質體完整性的特點，使其成為主流方法。

酶解法主要根據植物細胞壁的結構特征來選擇合適的酶進行處理【見圖1，植物細胞質膜和細胞壁結構】。 

植物細胞被一層堅韌、半滲透性的細胞壁環繞，其細胞壁主要由多糖構成，還含一些蛋白和脂質。構成細胞壁的多糖主要有三種，1）纖維素（cellulose）：由β-(1,4)-D-吡喃葡萄糖基單元構成的一無分枝狀聚合物，與微纖維素的形成相關，微纖維素通過半纖維素來實現交聯；2）半纖維素（Hemicellulose）：結構上與纖維素具同源性的分枝狀多糖，因其含β-(1,4)-D-吡喃木糖苷單元構成的骨架。許多初級細胞壁中占比最大的半纖維素是木葡聚糖，其他發現于初級和次級細胞壁的還包括：葡糖醛酸木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡甘露聚糖和半乳糖甘露聚糖。半纖維素這一交聯結構包埋在果膠基質內；3）果膠（pectin）：多糖復合物家族，所有都包含α-(1,4)-D-半乳糖醛酸骨架，可被隨機乙?；图谆?。目前為止，有三種果膠多糖亞類得以鑒定（Homogalacturonans，rhamnogalacturonans和substituted galacturonans）。

消化酶類型和基本參數：

根據植物細胞壁的結構，則使用以下幾種酶可完全有效的消化細胞壁，制備原生質體。

1）纖維素酶（Cellulase）

纖維素酶通常是一些酶混合物，含高纖維素酶活性，以及一些半纖維素酶活性。這些酶復合物能夠降解纖維素、甘露聚糖、木聚糖、半乳甘露聚糖、果膠和其他多糖。

2）崩潰酶（Driselase）

崩潰酶（Driselase, from Basidiomycetes Sp.，CAS NO.85186-71-6），來源于擔子菌的一種水解細胞壁的復合酶，含昆布多糖酶，木聚糖酶，纖維素酶，半纖維素酶，果膠酶等，非常適合消化植物細胞壁以制備原生質體。

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），來源根霉屬菌（Rhizopus sp.）的一種離析酶，含高果膠酶和半纖維素酶活性，可用來降解植物組織以分離單細胞。常與纖維素酶R-10聯合使用以制備植物原生質體。

離析酶R-10是多功能酶復合物，含以下特征：

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

最佳工作pH：3.5 - 7.0

最佳工作溫度：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），來源于曲霉菌Aspergillus japonicus的一種高度純化的離析酶，包含兩種類型的果膠酶，比如：endo-polygalacturonase（EC. 3.2.1.15）和endo-pectin lyase，高活性。另外，還含浸潤刺激因子，通過兩種果膠酶活性能顯著刺激組織浸潤發生。

果膠酶Y-23（Pectolase Y-23）能從廣泛的高等植物和組織中分離具生理活性的原生質體。

應用圖片：

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品牌故事：

日本國株式會社Yakult本社（YAKULT HONSHA CO., LTD）創業于1935年，設立于1955年4月9日，至今擁有70多年生產和銷售發酵型乳制品的歷史，是世界上知名的生產和銷售發酵型活性乳酸菌乳飲品的制造商之一。Yakult集團下屬共有40多個子公司。其中，Yakult Pharmaceutical Industry Co., Ltd.主要生產酶，低聚半乳糖等，其提供的纖維素酶，離析酶及果膠酶受到全世界科研工作者的親睞。不僅提供實驗研究級別，還提供工業級別的消化酶。我司提供的為科研級別的CELLULASE "ONOZUKA"R-10，Cellulase “Onozuka” RS，Macerozyme R-10和Pectolase Y-23。

注意事項

為了您的安全和健康，請穿實驗服并戴一次性手套操作。

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

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