地衣芽孢杆菌中性β-甘露聚糖酶的分离纯化

采用絮凝、超滤及离子交换对地衣芽孢杆菌中性β-甘露聚糖酶进行了分离纯化,纯化倍数为33倍,酶活收率达42%,所得纯化的β-甘露聚糖酶比活为4341 U/mg蛋白质.本文提出的分离纯化工艺易于工业放大.     

中性β-甘露聚糖酶分批发酵动力学研究

以魔芋粉为碳源,研究了10 L自控发酵罐中枯草芽孢杆菌TJ-200603分批发酵产中性β-甘露聚糖酶的过程动力学。实验数据表明,菌体生长呈现典型S型曲线,而酶的合成与菌体生长同步进行,属于生长耦联型。基于这些过程曲线的变化规律,构建了β-甘露聚糖酶分批发酵过程的动力学模型。并经非线性拟合和优化,获得了最佳的模型参数值,最终确定了能够较好表征实际发酵过程中菌体细胞生长、产物β-甘露聚糖酶合成以及基质总糖消耗的3个动力学方程。     

双水相萃取直接从枯草芽孢杆菌发酵液中提取β-甘露聚糖酶

研究了聚乙二醇(PEG)平均相对分子质量、PEG浓度、(NH4)2SO4浓度、NaCl浓度对β-甘露聚糖酶和总蛋白分配系数、相体积比和萃取率的影响。实验表明PEG100020%(m/m)和(NH4)2SO415%(m/m),NaCl为2%(m/m)组成的双水相体系,室温下直接对含菌体的枯草芽孢杆菌发酵液抽提β-甘露聚糖酶,可纯化2.76倍,萃取率达98.79%。     

地衣芽孢杆菌发酵生产b-甘露聚糖酶的代谢通量分析

基于代谢通量分析理论研究了地衣芽孢杆菌生物合成b-甘露聚糖酶的胞内代谢活动. 首先构建了地衣芽孢杆菌产b-甘露聚糖酶的代谢网络,并依据代谢物质量平衡原则建立了反应网络的代谢流模型;进一步采用线性规划的优化方法分别以b-甘露聚糖酶合成反应通量最大和菌体生长速率最大为目标函数对模型进行求解,由此计算得到b-甘露聚糖的最大理论转化率为57.87%. 最后对代谢网络中的5个关键节点进行了比较分析,得到了2个类似非刚性的代谢节点(5-磷酸核酮糖节点和草酰乙酸节点),为利用基因工程方法提高b-甘露聚糖酶的生产能力提供了理论依据.     

响应面法优化费氏新萨托菌G5产β-甘露聚糖酶

采用响应面法对费氏新萨托菌G5产β-甘露聚糖酶发酵过程进行优化分析。在单因素实验的基础上选取8个因素,采用Plackett-Burman法进行筛选,确定NaCl和CaCl2浓度对β-甘露聚糖酶产量影响较大。用最速上升实验和中心组合实验进一步优化,利用Design-expert软件进行二次回归分析,得到最适宜发酵培养基配比为：瓜尔胶13.0 g/L,蛋白胨11.0 g/L,酵母粉5.0 g/L,MgSO4 1.0 g/L,KH2PO4 0.5 g/L,NaCl 0.6 g/L,CaCl2 0.6 g/L,pH值为4.0,此时酶产量为采用初始培养基发酵时酶产量的2.5倍。     

瓜尔胶酶解法制备半乳甘露低聚糖及其产物表征

用β-甘露聚糖酶水解瓜尔胶制备了半乳甘露低聚糖(Galacto-mannan-oligosaccharides,GMOS),用时间飞行质谱(MALDI-TOF)、13CNMR表征了产物结构.以底物酶解率为指标,通过L16(43)正交实验,确定在底物质量分数为0.3%、50℃下的最佳酶解条件为:pH值7.0、酶解时间10 h、加酶量40 U·(g瓜尔胶)-1.MALDI-TOF 质谱分析证明,GMOS主要由2～10个单糖组成;13CNMR分析证明,GMOS主链的D-甘露糖基C6上通过糖苷键连接有1个半乳糖残基支链.     

温度对β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响

β-甘露聚糖酶已经广泛的在毕赤酵母中异源表达,为了提高β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的产量,本文研究了培养温度对β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响。通过比较不同温度下β-甘露聚糖酶在转录和蛋白表达水平的差异,发现降低温度虽然降低了mRNA表达量,但是外源蛋白得到积累增加;降低培养温度可以显著提高重组菌株的活性,从而减少细胞死亡带来的胞内蛋白酶的释放,最终使得低温下发酵液中的蛋白酶活力显著下降。研究结果表明降低培养温度能显著提高β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的表达量。     

β-甘露聚糖酶的基因与表达

β-甘露聚糖酶(EC 3.2.1.78)是一类能够水解含β-1,4-D-甘露糖苷键的内切水解酶,属于半纤维素酶类。水解的底物有半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖和甘露聚糖,产物有少量的单糖和2～10个单糖分子构成的寡糖。在纸浆漂白,饲料加工,食品加工等方面具有广阔的应用前景。文章综述了近年来国内外对β-甘露聚糖酶的基因序列、分子的结构区域、基因克隆和表达方面的研究进展。     

一株β-甘露聚糖酶生产菌细胞培养条件的优化

地衣芽孢杆菌SY-8具有分泌β-甘露聚糖酶的能力.为提高地衣芽孢杆菌SY-8的产酶能力,必须先找到该菌培养的最佳环境条件,因此考查温度、摇床转速、传代浓度、培养pH、渗透压等因素对细胞生长状态的影响,发现当温度为30℃,摇床转速为100 rpm/min,传代浓度为1.25×106 cell/mL,细胞培养pH为6.5,渗透压为360 osmol/g时,能达到SY-8细胞培养的最佳条件,有利于满足大规模培养的需要.     

酶法生产功能性葡甘露低聚糖技术

中国科学院成都生物研究所通过筛选的高活力中性β-甘露聚糖酶降解魔芋等植物多糖，用来生产功能性葡甘露低聚糖。该产品除具有其它低聚糖的双歧因子功能外，尚具有吸附和排除人和动物肠道病原菌、调节免疫功能、增进人与动物非特异性免疫活性：促进肝脏合成甘露结合蛋白等独特生理功能，还具有葡甘露聚糖的药理活性。生产工艺独特、简易、流程短，酶活力高，稳定性好，酶促反应条件温和，产品收率70％以上，低聚糖相对含量80％一90％。[第一段]     

甘露聚糖酶促进纤维素酶水解转化马尾松聚糖至可发酵单糖

由于形态结构和化学组成等原因,针叶材原料利用纤维素酶水解法转化聚糖至可发酵单糖一直存在着难水解、总糖转化率低的问题。采用硫酸盐(KP)蒸煮联合氧脱木素和机械打浆对马尾松木片进行预处理,基于针叶材原料中含有较多的甘露聚糖的特点,研究在纤维素酶水解预处理后的浆料过程中添加甘露聚糖酶对酶解效率的影响。研究结果显示,添加甘露聚糖酶对纤维素酶水解具有促进作用,其作用效果因原料预处理方法和程度的不同而不同。KP蒸煮后再经氧脱木素或打浆处理,则甘露聚糖酶对纤维素酶水解的促进作用比单独KP蒸煮效果更加明显。当KP蒸煮至样品木素含量相对于原料为4.1%时,再对原料进行氧脱木素,将木素含量降至相对于原料为1.9%时,分别用10 FPU/g和15FPU/g的复合纤维素酶CTec2对预处理后的样品进行酶解,酶解总糖得率分别为66.0%和83.6%;添加5U/g甘露聚糖酶,上述样品酶解总糖得率分别提高至70.6%和89.2%;相对于原料中聚糖含量,上述条件下酶解总糖转化率分别为53.9%和68.1%。纤维素酶水解至3小时左右再添加甘露聚糖酶,其促进纤维素酶水解效果更好。     

甘露寡糖修饰布氏菌Rsα蛋白的生物活性

目的评价甘露寡糖修饰布氏菌Rsα蛋白的生物活性。方法经1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)化学偶联法,用4种甘露寡糖(甘露三糖、甘露四糖、甘露五糖及甘露六糖)对Rsα蛋白按不同摩尔比进行寡糖修饰。FITC荧光标记4种甘露寡糖修饰Rsα蛋白后,作用于RAW264.7细胞,荧光显微镜观察细胞对荧光的吞噬情况;流式细胞术检测细胞对蛋白的吞噬率。结果甘露寡糖与蛋白投料摩尔比达1 000∶1时获得的反应产物较稳定。甘露五糖修饰的Rsα蛋白被巨噬细胞吞噬的速度最快,其细胞吞噬率最高(25.89%)。结论筛选出五糖修饰的Rsα蛋白具有较高的生物活性,为研究其作为布氏菌糖蛋白候选疫苗的可行性奠定了基础。     

β-葡萄糖苷酶高产菌株的筛选及其基因的克隆与表达

利用栀子苷培养基从滨海新区盐碱地土样中筛选得到一株高产β-葡萄糖苷酶菌株,酶活力达到14.82U·mL-1,经16SrDNA鉴定,命名为短小芽孢杆菌B-4。克隆获得B-4β-葡萄糖苷酶基因,测序结果表明,其大小为1437bp,与GenBank中短小芽孢杆菌SAFR-032β-葡萄糖苷酶基因YP_001488769.1序列比对,核苷酸序列同源性达97%,氨基酸序列同源性达99%。进一步利用表达载体pET-22b（＋）,实现β-葡萄糖苷酶基因bglB在大肠杆菌BL21（DE3）中的高效表达,酶活力达46.85U·mL-1。     

压裂液增稠剂降解菌的化学诱变育种研究

为了获得高活性的生物酶破胶剂,降低压裂液的粘度。本研究对压裂液增稠剂降解菌枯草芽孢杆菌进行诱变。枯草芽孢杆菌分泌的β-甘露聚糖酶可以分解增稠剂,常常作为生物酶破胶剂。以Bacillus subtilis D为出发菌株,经2%浓度的甲基磺酸乙酯诱变,经过透明圈初筛和DNS复筛,获得酶活力提高的诱变菌株Bacillus subtilis D12,酶活提高了13.28%。     

氨基甲酸乙酯水解酶在枯草芽孢杆菌中的表达及发酵优化

将来源于赖氨酸芽孢杆菌SC02的氨基甲酸乙酯水解酶(UH)基因在枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WB600中进行克隆和表达,在枯草芽孢杆菌中实现了UH活性表达,在摇瓶水平通过单因素考察和响应面分析实验对氨基甲酸乙酯水解酶发酵进行优化. 结表明,酶活最高可达到14.20 U/mL,产酶最佳培养基成分为：淀粉10 g/L、磷酸氢二钾9 g/L、麦芽浸膏25 g/L、硫酸镁1 g/L、胰蛋白胨55 g/L,最适发酵温度为37℃,最佳接种量4%. 在3 L发酵罐中采用最优发酵条件,酶活在16 h达到18.03 U/mL.     

蜡样芽胞杆菌壳聚糖酶活力优化研究

为了提高蜡样芽胞杆菌壳聚糖酶活性,对菌株的培养条件进行优化。实验证明在最适温度48℃,最适p H 5. 8,底物浓度1%的条件下,该菌株产酶活力可达6. 034 U/m L。同时证实Mn~(2+)对壳聚糖酶活力具有明显的促进作用,Al~(3+)和Cu~(2+)两种离子对酶活具有抑制作用,利用SDS-PAGE电泳测得该酶相对分子量约44 k Da。结果表明壳聚糖酶具有良好的生物活性,具有进一步工业化的潜力。     

β-甘露聚糖酶催化水解栀子苷制备京尼平

京尼平是一种环烯醚萜类天然生物交联剂,具有降血糖、调血脂、保肝利胆等生物活性。天然存在的京尼平较少,且质量分数约为0.005%~0.01%。采用β-甘露聚糖酶催化水解栀子苷制备京尼平的工艺路线,通过单因素实验、正交实验确定了β-甘露聚糖酶水解栀子苷的最佳工艺条件:p H为4.5,温度为50℃,底物与酶质量比例1∶2,时间为1 h,产率高达84.49%,纯度达到80%以上。该方法安全、快速、可靠,是一种生产京尼平的新途径。     

定向进化转录调节基因提高漆酶异源表达

为提高Tremetes viscolor漆酶Lcc的表达量,本研究主要针对漆酶转录调节区域进行定向进化。利用易错PCR,选择不同浓度的Mn2+对调节区域进行突变,并以酿酒酵母为宿主细胞进行异源表达,构建S. c/pYES2-Lcc调节子突变库。选用2,2-联氮基双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐(ABTS)为底物的96孔板测定漆酶酶活高通量筛选方法对突变库中960株突变体进行筛选,并对酶活高的突变体进行摇瓶复筛,最终获得三株遗传稳定性良好的酶活较高地突变体M1、M2、M3,其粗酶液酶活分别是野生型菌株粗酶液酶活的1. 73倍、1. 46倍、1. 37倍,突变菌株M1粗酶液酶活最高可达35. 4 U/L。     

产壳聚糖酶菌株ncps116发酵条件优化及其酶学性质

通过形态学观察、生理生化实验及16S r DNA序列分析鉴定产壳聚糖酶菌株ncps116为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。通过单因素和正交实验对该菌株发酵产酶条件进行了优化。结果表明其最适产酶条件为:粉末壳聚糖15g/L,硫酸铵30g/L,初始p H 6.0,温度32℃,发酵时间72h,500m L三角瓶装液量120m L,接种量4%,在此条件下该菌株产壳聚糖酶活力达43.89U/m L。经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析对菌株发酵液中的壳聚糖酶进行了纯化,并对其酶学性质进行了初步研究。结果表明,壳聚糖酶经SDS-PAGE分析,其分子量为4.37万。该酶酶促反应最适p H和最适反应温度分别为5.6和50℃,在低于40℃、p H 3.6~5.6范围内较为稳定,5mmol/L的Mn~(2+)对该酶酶活力有明显的增强作用,Cu~(2+)、Ni~(2+)、Fe~(3+)、Ag~+对该酶酶活力有不同程度的抑制作用。壳聚糖酶酶促反应的米氏常数(K_m)为11.10mg/m L,最大反应速率(V_(max))为1.38μmol/(min·m L),对底物表现出较强的专一性。此外,该酶能够抑制黑曲霉(Aspergillus niger)菌丝的生长。     

苯丙氨酸脱氨酶发酵工艺及其酶学性质研究

选育出一株具有较高苯丙氨酸脱氨酶活性的菌株巨大芽孢杆菌AS1.127-NJU10。考察了该菌的发酵产酶条件,结果表明:蔗糖为最佳碳源、酵母浸膏和NH4C l组成最佳氮源,其质量浓度分别为:ρ(蔗糖)=20 g/L,ρ(酵母浸膏)=2 g/L和ρ(NH4C l)=10 g/L;发酵培养基最适pH=6.5,培养温度为37℃;诱导物ρ(L-苯丙氨酸)=1 g/L时,酶活最高达1 070 U。同时对苯丙氨酸脱氨酶的性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH=5.8,最适温度为40℃,反应液中添加φ(吐温-80)=0.2%和c(K+)=10-5mol/L能明显提高酶活。