通过研究南极磷虾（Euphausia superba）和红爪小龙虾（Cherax quadricarinatus）体内的两种α-葡萄糖苷酶，来理解甲壳类动物酶学特性与其栖息环境之间的关系

《Aquaculture International》：Understanding the relationship between crustacean enzymatic characteristics and habitat environment through two α-glucosidases from Antarctic krill (Euphausia superba) and redclaw crayfish (Cherax quadricarinatus)

　　南极磷虾和红螯蟹的α-葡萄糖苷酶（EsAG和CqAG）异源表达及特性研究。两者氨基酸序列同源性60%，进化同支。环境适应性差异显著：EsAG耐盐性强（pH6.5，高盐耐受），CqAG底物亲和力及催化效率更高（pH5.0）。酶活性随环境温度（25-35℃ vs 50-55℃）变化，均能水解麦芽糖、蔗糖、淀粉并显示转糖苷活性。研究结果为甲壳类碳水代谢和环境适应机制提供理论依据。

　　

摘要

碳水化合物是两种杂食性甲壳类动物——南极磷虾（Euphausia superba）和淡水红爪小龙虾（Cherax quadricarinatus）的重要能量来源，而α-葡萄糖苷酶是甲壳类动物淀粉样蛋白代谢途径中的关键酶。然而，这些酶的特性与其所处环境之间的关系仍不清楚。在本研究中，从南极磷虾（EsAG）和淡水红爪小龙虾（CqAG）中提取的两种GH13家族α-葡萄糖苷酶进行了异源表达和特性分析。这两种酶的氨基酸序列有60%的相似度，并且在系统发育树上属于同一进化分支。与淡水红爪小龙虾相比，南极磷虾生活在温度更低、pH值更高、盐度更高的环境中，因此它们酶特性的差异与栖息地的不同密切相关。首先，EsAG和CqAG的最适温度范围分别为25–35°C和50–55°C；其次，它们的最适pH值分别为6.5和5.0；第三，EsAG具有极强的耐盐性，而CqAG在高盐浓度下活性显著下降。此外，CqAG的底物亲和力和催化效率均高于EsAG。这两种α-葡萄糖苷酶能够水解麦芽糖、蔗糖和淀粉等天然底物，并且对麦芽糖具有转糖基化活性。这些研究结果有助于加深对甲壳类动物碳水化合物代谢机制的理解，为水生动物的营养状况和环境适应性提供理论依据。