國立中央大學生命科學系/黃雪莉

酵素作為許多工業應用上的催化劑因具有高專一性，目前世界上以酵素作為綠色科技催化劑有上升的趨勢。化學反應在加速工業製程上常需要在高溫條件下表現；然而許多酵素對熱不具穩定性，能夠在加熱過程中突破現今的限制並讓蛋白質維持活性與穩定性為工業應用上的趨勢。有別於傳統以聚合酵素鏈鎖反應擴增已知的特定基因片段，再行表現蛋白質後確認其熱穩定性，本發明為一篩選熱穩定蛋白質之製作方法，將各物種之可溶性蛋白體進行不同溫度之熱處理，並以超高速離心法製備於熱處理後而不會沉澱之可溶性蛋白質，該可溶性蛋白質於電泳分離後，續以胰蛋白酶(trypsin)分解為胜肽，最後以質譜儀對該胜肽進行高通量的定序，以達到快速鑑定蛋白質並篩選出有利用價値之熱穩定蛋白質。本發明能一次大量篩選在不同溫度分群下，具熱穩定之蛋白質，並以質譜儀確認蛋白質身份。故由本發明篩選後再繼續經由基因選殖確認其蛋白質之溶化溫度値與活性，進行智財保護。本研究已由四株微生物進行外泌酵素之高通量分析，含兩株高溫細菌(Geobacilus kaustophilus HTA426, Thermomonospora fusca YX)、兩株古生菌(Aeropyrum pernix K1, Sulfolobus acidocaldarius DSM 639)，根據其不同生長條件，可篩選出各不同性質之耐熱蛋白質。本發明除能應用於單一菌株之耐熱蛋白體，並能衍生以多源蛋白質學(metaproteomics)之方法，解析在複雜環境中之耐熱酵素，我們已應用到堆肥中，探索耐高溫之木質纖維素水解酶，並應用到高溫沼池中微生物酵素之解析，故本系統亦可用於解析環境中可培養與不可培養之微生物之耐高溫酵素。