1.选题目的及意义
世界各国对果聚糖的研究可追溯到 1804 年 ,至今已有约 200年的历史(Rose, 1804)。早期的研究主要集中于果聚糖的生理学和生物化学特性,随着果聚糖代谢酶类的发现 ,研究的重点转向对果聚糖代谢过程和功能的认识。现在发现 ,除了作为植物异养器官—根、茎、籽粒和自养器官—叶的短期或长期贮藏物外 ,果聚糖还具有多种重要生理功能,如调节植物适应低温光合作用、调控植物蔗糖分配以及使植物适应水分缺失、高CO2浓度、缺氧条件等。此外, 果聚糖因高甜度和低热值性而成为重要的保健用品 ,作为食用甜味剂和低热值性食品原料 。一般情况下低 DP(De-gree of polymerization, 聚合度, 果糖基数目)果聚糖不易被消化,可防止产生龋齿和增胖,并可纠正肠内菌群失调等;高DP果聚糖具优越的物理化学性能, 可用作营养食品(代替脂肪)和非食物原料(Fuchs,1993)。由于果聚糖及其衍生物在上述方面的广泛需求 ,过去20多年中, 工业化果聚糖的产量上升了100倍。本实验旨在通过分子生物学和发酵生物学实验技术，实现果聚糖蔗糖酶的异源表达，并测定果聚糖蔗糖酶的酶学性质，为后续酶催化机制研究和工业化制备果聚糖提供数据支持。
2.研究内容
2.1 果聚糖
果聚糖是由果糖基连接组成的同多糖，主要有inulin型和Levan型。inulin型果聚糖主要由beta;（2-1）键连接，Levan型果聚糖主要由beta;（2-6）键连接。细菌中的果聚糖为Levan型果聚糖 ,属于细胞外多糖 ,比高等植物中的果聚糖大2～3倍。高等植物中的果聚糖具有非常复杂的结构,且其链长变化极大,一般由30～50个果糖基单元组成 ,有时DPs(果糖基数目 ,又称聚合度)大于200,最短的果聚糖是果聚三糖（图1）。到目前为止, 发现自然界中主要有以下5种主要类型的果聚糖[18]。
图 1 C18H32O16果聚三糖
下图为inulin型和Levan型果聚糖对比：
图 2 左为inulin型果聚糖右图为levan型果聚糖
1)线型菊糖型果聚糖(linear inulin-type fructan):以 1-蔗果三糖为基本单位 ,通过beta;(2→1)键连接1个或多个呋喃果糖而形成.最短的线型菊糖型果聚糖是1 -蔗果三糖,该糖由果糖与蔗糖分子中的果糖基1碳位相连接而成 .线型菊糖型果聚糖为菊科植物所特有 ,如菊芋、菊苣等。
2)线型菊糖型果聚糖新生系列(linear inulin neoseries):由线性 beta;(2→1)键连接的果糖基单元连接到蔗糖葡萄糖部分的 C1和 C6位而成,即在葡萄糖分子两端形成果糖链的果聚糖多聚体.最小的线型菊糖型果聚糖新生系列分子是由一个果糖基连接到蔗糖分子中的葡糖基 6碳位形成的新蔗果三糖 ,其葡糖基两端组分均是果糖.线型菊糖型果聚糖新生系列多在百合科植物如洋葱、芦苇等中发现。
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