南极菌Pseudoalteromonas sp. A211-5产α-淀粉酶Amy3809的表达、性质及其降解特性

对具有高淀粉酶活性的南极菌Pseudoalteromonas sp. A211-5的全基因组数据进行了分析和筛选,筛选获得α-淀粉酶疑似序列amy3809,并采用基因工程手段对该基因的功能和性质进行验证和分析。首先,以淀粉酶Amy3809的完整开放阅读框(ORF)为模板设计特异引物,克隆获得amy3809的全序列并对其进行重组表达,获得的重组蛋白采用镍柱进行分离纯化;DNS-还原糖法测定重组酶的酶学性质;薄层层析(TLC)技术对Amy3809的酶解产物进行分析。实验结果:1)克隆获得的amy3809成功地连接到pET-30a载体,并在工程菌E.coli BL21(DE3)中实现了高效表达,纯化的重组酶Amy3809分子量为67 kDa;2)重组酶Amy3809在10~40℃的范围内仍能保持85%以上的酶活,但随着温度的升高酶活迅速降低,70℃时几乎失活,表明该酶具有良好的低温耐受特性及热敏感性;3)最适pH为7.0,在pH 5.0~10.0的范围内仍能保持50%以上的活性;4)金属离子Na+,K+和Ca2+均能提高Amy3809的活性,而Cu2+,Fe2+,Mg2+和EDTA则能显著降低Amy3809的活性;5)Amy3809的酶解产物主要为麦芽四糖、麦芽三糖、麦芽糖和葡萄糖。由此可知,南极菌产的α-淀粉酶Amy3809,具有良好的低温耐受特性,热敏感性和较广的pH耐受范围,并能够有效地将淀粉降解为低聚糖和葡萄糖,因而具有潜在的工业应用前景。     

超嗜热古菌耐热酸性α-淀粉酶的发酵条件和酶学性质研究

对一株分离自深海热液口的超嗜热古菌(Thermococcus sp.HJ21)菌株进行了α-淀粉酶发酵条件的优化和酶学性质的研究.该菌株发酵9h后到达产酶高峰,产酶温度范围为60-90℃,其最适产酶温度为80℃.产酶pH范围为5.0-9.0,最适产酶pH为7.5.产酶NaCl浓度范围为0.5-4.0%,2.5%为最适宜NaCI浓度.糖原、淀粉、麦芽糖、酵母膏和蛋白胨促进产酶.该菌株产生的α-淀粉酶的分子量为51.4 kDa,酶的最适作用温度为95℃,在100℃仍有60%的酶活力.酶在90℃的半衰期为5 h,在100℃ 2 h仍有40%的残余酶活,酶的热稳定性不依赖Ca2+.酶的最适作用pH为5.0,pH 4.5仍有80%的酶活力,pH在5.5-7.0较稳定(80℃ 4 h).金属离子1 mmol/L的Mg2+、Co2+、Sr2+、Ba2+、K+、Na+对酶有激活作用,Cu2+、Pb2+、Hg2+、zn2+、Al3+对该酶均有抑制作用.     

南极产碱性淀粉酶菌株NJ270的选育及酶学性质

从南极中山站排污口沉积物样品中筛选到一株产碱性淀粉酶的耐冷菌株NJ270,结合形态学观察和16S rDNA序列分析表明该菌属于假单胞菌属(Pseudomonas).发酵试验发现添加淀粉能使产酶量提高8.42倍.采用硫酸铵沉淀、Q Sepharose XL离子交换层析和Sephadex G-75凝胶层析对假单胞菌NJ270淀粉酶进行了纯化,获得电泳纯的淀粉酶,SDS-PAGE检测结果表明该酶大小约为55 kDa.酶学性质研究表明其最适pH值为9.0,最适作用温度为50℃.在低于40℃的条件下具有较高的热稳定性,属于碱性中温淀粉酶.该酶可水解可溶性淀粉生成麦芽五糖.酶活力受多种金属离子和螯合剂的影响,其中Mg2+可使酶活力提高10%,而Fe3+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Hg2+、EDTA则能抑制酶活性,抑制率均为60%左右.该酶的性质特征表明其在洗涤剂制造等工业生产中有一定的应用潜力.     

深海高温淀粉普鲁兰酶异源表达及酶活分析

深海热液口厌氧古菌Thermococcus siculi HJ21中的高温淀粉普鲁兰酶进行分子进化树系分析,并在大肠杆菌中通过pMal-c2x载体表达并纯化其N端催化结构域.通过融合表达,在N端催化结构域的N端融合有麦芽糖结合蛋白MalE.对该融合蛋白的α-淀粉酶和普鲁兰酶活性进行了实验分析.融合蛋白的两种酶活的最适温...     

海藻工具酶研究Ⅱ.褐藻酸酶的制备、性质及对裙带菜细胞的解离研究

褐藻酸降解菌埃氏交替单胞菌(Alteromonas espejiana)菌株Al01,通过发酵培养制备褐藻酸酶.该酶作用的最适pH为7.0,最适温度为40℃,最适底物浓度为1%～2%;在离子浓度为0.5mmol/dm3时,Mn2+对酶促反应稍有促进作用,Ca2+、Hg2+则有明显的抑制作用.该酶用于裙带菜单细胞和原生质体解离时,以酶液组成为褐藻酸酶1%、纤维素酶1%,45×10-3的NaC1为渗透剂,酶解温度25℃,pH7.0,酶解3-4h效果最好.     

深海产低温碱性淀粉酶菌Halomonas sp.W7的筛选及发酵条件研究

从27份深海沉积物中筛选到30株产淀粉酶细菌,并对其中的W7菌株的产酶条件及酶学性质进行了研究。对W7菌株进行16SrDNA序列分析表明该菌株属于盐单胞菌属(Halomonas)。其最适生长温度为25℃,能适应pH值7～13和盐度0～100的环境条件。该菌株可利用多种碳源,但只在淀粉存在的条件下产酶,可利用有机氮源和无机氮源,但有机氮源更能促进淀粉酶的产生。产酶的最适条件为:25℃,pH10,接种量2%,盐度50,150r/min摇床培养36～48h。粗酶液的最适作用温度为40℃,最适pH值为10。该菌具有反硝化和氨化活性。     

嗜热栖热菌重组锰超氧化物歧化酶的性质

嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)wl的超氧化物歧化酶基因在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,采用Ni-NTA agarose亲和层析获得重组超氧化物歧化酶,比活力达565 U/mg.重组酶的相对分子质量为110.9 kDa,亚基相对分子质量为28.3 kDa,该酶为同聚四聚体蛋白.重组酶对氯仿-乙醇和SDS敏感,对H2O2不敏感,并且它的紫外最大吸收波长位于279 nm,判断其属于锰超氧化物歧化酶类型.1.0 mmol/dm3Mn2+对重组酶有激活作用,同浓度的其他金属离子Mg2+、Ca2+、Ba2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Fe2+对重组酶活力都有抑制作用,其中以Co2+的作用最强,抑制了约64%的酶活性.重组酶在70℃下处理1 h,保持原有活力的60%,即使在90℃下处理1 h,仍保持原有活力的35%.在pH值为4.0～11.0的缓冲液中25℃下处理1 h,保持65%以上的原始活力.由此可见,重组锰超氧化物歧化酶具有高的热稳定性和宽pH稳定性,在工业上具有巨大的应用潜力.     

微泡菌QZHA1褐藻胶裂解酶MAAL1的酶学性质研究

为探究Microbulbifer sp. QZHA1褐藻胶裂解(Escherichia coli)酶MAAL1的酶学性质,将褐藻胶裂解酶基因maal1构建至pET-28a表达载体并利用大肠杆菌BL21(DE3)进行异源表达。研究发现：重组酶MAAL1与来源于Microbulbifer sp. ALW1菌株的褐藻胶裂解酶(WP＿23625014.1)同源性最高,为93.69%,且与PL7家族蛋白聚为一支;重组酶MAAL1最适温度为35℃,最适pH为7.5,在pH为5.5～10.5范围内保存24 h仍能保持60%以上的酶活力;MAAL1具备良好的耐有机溶剂特性,在测试的9种有机溶剂中,除异丙醇外,其他有机溶剂在添加量达到30%(体积分数)后,酶活力依然保持在59%以上;重组酶MAAL1最适条件下酶活力为4.3 U/mg,米氏常数(K_m)值为1.08 mg/mL,最大反应速率(V_max)为4.75 mg/(mL·min),催化常数(K_cat)值为4.52 s^-1;重组酶MAAL1对聚β-D-甘露糖醛酸(p...     

产甲壳素酶菌株的发酵条件、酶的分离纯化及酶学性质研究

利用甲壳素为唯一碳源从土壤中筛选得到1株产甲壳素酶活力较高的菌株HD002,初步鉴定其为Massilia属。确定菌株产甲壳素酶的最适培养基组成为(g/L):(NH4)2SO45,K2HPO40.7,KH2PO40.3,MgSO4.7H2O 1,胶体甲壳素10;最适产酶培养条件为:培养基起始pH值6.0,培养时间192 h,发酵液酶活力达1.314 U/mL。采用70%饱和度硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose F.F阴离子交换层析、Sephadex G-75凝胶过滤层析对该甲壳素酶进行纯化,SDS-PAGE证明达到电泳纯。该甲壳素酶的分子量为60.2 kDa,最适反应温度为55℃,最适反应pH值为5.0,Cu2+和Fe3+对酶活力有明显的抑制作用,Ca2+和Na+对酶活力有明显的促进作用。     

海藻酸裂解酶基因在毕赤酵母中的表达及重组酶性质的初步研究

褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)是一种海藻酸降解菌.本实验采用PCR的方法,以褐球固氮菌基因组DNA为模板,克隆出约1.05 kb的海藻酸裂解酶基因algL的成熟蛋白编码序列,并将其插入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体pPIC9K中,获得重组质粒pPIC9K-algL.重组质粒线性化后用聚乙二醇(PEG)法导入毕赤酵母菌株GS115中,获得高效分泌表达海藻酸裂解酶的毕赤酵母工程菌株.用甲醇诱导培养基进行摇瓶发酵,表达得到43 kDa的目的蛋白,酶活力可达1 400 U/cm3左右.经测定,该重组酶的最适反应pH为8.5,最适反应温度为40℃,并且在20~55℃,pH2.0~11.0具有较好的稳定性.另外,10 mmol/cm3的Cu2+,Fe2+,Co2+,Mn2+和Ca2+对酶有不同程度的抑制作用.     

地衣芽孢杆菌De株之胞外产物对凡纳滨对虾淀粉酶活性影响的体外研究

试验以半透膜法收集地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)De株的胞外产物(extracellular products,ECP),以匀浆离心法提取凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)成虾的肝胰腺和肠道消化酶,将芽孢杆菌胞外产物和对虾消化酶按体积比10∶90混合,采用体外分析法研究在不同温度、pH及胞外产物添加量等条件下胞外产物对对虾淀粉酶活性的影响.试验共设A、B、C、D、E 5个试验组,每组三个平行.其中空白组A为地衣芽孢杆菌的胞外产物,试验组B、C组分别为添加了胞外产物的对虾肝胰腺消化酶、肠道消化酶,对照组D、E分别为未添加胞外产物的对虾肝胰腺消化酶和肠道消化酶样品.温度为20～40℃时试验组B、C的淀粉酶活性要明显高于对照组(p＜0.05),其中肝胰腺淀粉酶和肠道淀粉酶的活性分别提高了25.9%和19.3%,但该温度要远低于芽孢杆菌胞外淀粉酶的最适温度60～90℃.在pH为5～6时,试验组B、C的淀粉酶活性明显高于对照组(p＜0.05),对虾肝胰腺淀粉酶和肠道淀粉酶的活性分别较对照组提高了33.3%和122.2%,而该pH同样要低于芽孢杆菌胞外淀粉酶的最适pH值(6～9).此外,研究还表明试验组的淀粉酶活性随胞外产物添加量的升高而降低,即胞外产物在一定条件下可能抑制对虾内源淀粉酶的生物学活性.从本研究看,地衣芽孢杆菌胞外产物在一定程度上可促进对虾的淀粉酶活性,而当胞外产物活性高于0.02 U/mg蛋白质时,对虾淀粉酶活性将受到抑制.     

产新琼四糖的海洋微泡菌属AG1热稳定性β-琼胶酶的过量表达与鉴定

从微泡菌属AG1（Microbulbifer sp. AG1）克隆得到1302 bp大小的琼胶酶基因，该基因编码产物为一个成熟蛋白（413个氨基酸残基）外加一个信号肽（20个残基）。将不含信号肽片段的琼胶酶在E. coli BL21 （DE3）中进行了异源表达和纯化。使用琼脂糖作为底物，该重组琼胶酶的最适反应温度和pH分别为60℃和7.5。该重组酶表现出优良的热稳定性，在50℃和60℃下处理1 h，重组琼胶酶仍能分别保持67%和19%的残余酶活力。除了SDS，重组琼胶酶对于其他测试的抑制剂、去垢剂和尿素变性剂有着较好的抗性。利用薄层色谱和以对硝基苯-α/β-D-吡喃半乳糖苷为底物的酶活力分析结果表明，该重组琼胶酶为β型琼胶酶，它水解琼脂糖的主要终产物为新琼四糖，而且不同聚合度的酶解产物具有抗氧化活性。     

α-1,4-葡聚糖裂解酶的动力学性质研究

红藻中的α-1,4-葡聚糖裂解酶是红藻淀粉的降解酶,除了 红藻淀粉外,它还可以作用于多种底物。文中分别以PNPG和可溶性淀粉作底物,以龙须菜的 几个品系作为材料,研究了该酶促反应的动力学方面的性质。以 PNPG作为底物,该酶在60m in内酶促反应速度与保温时间成线性关系;在野生型龙须菜品系中该酶的最适反应温度是50 ℃,在两种突变型品系中是40℃;最适pH范围在4.4～5.5;底物浓度是4mmol/L时达到最大反 应速度;葡萄糖对该酶促反应有明显的抑制作用。以可溶性淀粉作为底物,在反应60 min内 酶反应速度与保温时间成线性关系;最适反应温度为50℃;最适pH范围在5.0～5.8;底物浓 度是8mg/mL时达到最大反应速度;葡萄糖对可溶性淀粉的抑制作用比对PNPG的弱。     

酶解糙刺参内脏团蛋白制备抗氧化肽的工艺研究

为了能够有效利用糙刺参内脏蛋白,以水解度为主要指标,对酶解蛋白酶进行了筛选,并系统研究了酶解温度、p H、加酶量和水解时间等单因素对水解度的影响。在此基础上,利用响应面中心组合设计实验,对酶解工艺进行了优化,得到以温度、p H、加酶量及水解时间为因子的二次方程,通过方差分析和验证性实验得出,此二次方程能较好反应海参内脏团蛋白水解度的变化规律,得到最佳水解条件为:温度52.66℃,p H 6.71,加酶量2.5%(质量分数),酶解时间10 h,预测最高水解度为49.58%。最佳酶解条件下所得多肽74%以上分子质量小于500 Da。利用DPPH法测定最佳条件酶解所得多肽的抗氧化活性,3 g/L的抗氧化率达到了24.8%,利用ABTS法测定最佳条件酶解所得多肽的抗氧化活性,3 g/L的抗氧化率达到了0.255μmol/g。为海参内脏蛋白的利用提供了参考。     

北冰洋海单胞菌β-D-半乳糖苷酶的异源表达及酶学特性研究

初筛表明,一株分离自北极加拿大海盆海冰心芯样品的海单胞菌(Marinomonas sp.BSi20584)具有较高的β-D-半乳糖苷酶活性,为了研究清楚其酶学性质,将经hiTAIL-PCR扩增得到的β-D-半乳糖苷酶基因(galt)与pET-28a(+)原核表达载体结合,转入大肠杆菌BL21(DE3)。经IPTG诱导后对重组β-D-半乳糖苷酶(GALT)的表达条件进行了优化,采用金属螯合亲和层析技术制备纯酶,并对重组GALT的酶学性质进行了研究。结果显示,重组酶的最适诱导温度为20℃,在IPTG浓度为0.07mmol/L时诱导22h后,酶活和产酶量达到最大值。GALT单体分子量约为6.6×104 g/mol,天然酶为同源三聚体。GALT最适作用温度为35℃,其热稳定性较好,在60℃处理5h后,仍可保持50%以上的相对活性。GALT的最适作用pH为9.0,在pH为6.0~11.0范围内比较稳定。GALT的最适NaCl浓度为0.5mol/L,对盐度具有较高的耐受性。Mg2+、K+、DTT和EDTA对酶活不具有显著影响,而Mn2+、Fe2+对酶活有促进作用,Zn2+和L-谷胱甘肽对酶活有抑制作用。GALT对Galβ1-4GlcNAc具有水解作用,而对Galβ1-3GalNAc和Galβ1-3GlcNAc糖苷键型没有水解能力。本研究实现了海单胞菌属菌株的β-D-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌系统中的高效表达,并系统研究了重组酶的酶学特性,为后续开展该酶的代谢适应性和潜在应用研究提供详细的酶学数据基础。     

地衣芽孢杆菌胞外产物消化活性的研究

将地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis的胞外产物置于不同的pH、温度和金属离子条件下,分别测定其蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性的变化。结果表明,当pH为7.5—8.5时胞外产物表现出较高的蛋白酶和淀粉酶活性,胞外产物消化脂肪的最适pH为9.0—10.0。胞外产物水解淀粉、脂肪和蛋白质最适温度分别为60—80、40—60和50—70℃,60℃时蛋白酶活力最大。试验测定了8种金属离子对胞外产物活性的影响,发现Mg2+、Zn2+Cu2+可抑制其水解蛋白质,而Ca2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+却无此影响;在胞外产物消化脂肪底物时Co2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+均能抑制其活力,而Mg2+、Zn2+能使其消化活力升高,与前者相比,金属离子对淀粉水解的影响相对较小,仅Cu2+有一定的抑制作用,其它离子对其均无明显的影响。还研究了不同胞外产物浓度与生物学活性的相关性,发现当反应体系中胞外产物浓度升高时水解蛋白质的活力会相应降低,但对脂肪的消化活力则与胞外产物的浓度呈正相关。反应体系中胞外产物的浓度在0—132.4μg.ml-1时其水解淀粉的活力随浓度的升高而升高,浓度为191.0μg.ml-1时活力最大,浓度大于191.0μg.ml-1时活力不再变化,稳定在一个较高的水平。     

产低温淀粉酶的海洋真菌筛选及研究

从黄、东海的近海海底泥样中分离到6株产淀粉酶活力较高的丝状真菌，对其中产淀粉酶活力最高的Penicillum sp.FS 010441号菌体产酶条件及酶学性质进行了初步研究。该菌最适生长温度为15℃，最高生长温度为40℃，在0℃也可生长，是典型的耐冷菌。对Penicillum sp.FS 010441进行固体培养每克干曲酶活达2622U.Penicillum sp.FS 010441所产低温淀粉酶最适作用pH值为6.0，最适反应温度为40℃，但在0℃也表现出一定酶活，而在15℃有较强的酶活。该低温淀粉酶在洗涤、食品、饲料、制药和酿酒等行业可望有广泛的应用前景。     

海洋细菌QY202产κ-卡拉胶酶的分离纯化和性质研究

为获得高效降解卡拉胶菌株,从青岛太平角海域采集的角叉菜表面分离到1株高产κ-卡拉胶酶的海洋交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)QY202,经硫酸铵沉淀、脱盐、DEAE阴离子交换层析等步骤从该菌株发酵液上清中分离纯化得到1种专一性降解κ-卡拉胶的κ-卡拉胶酶,并研究了该酶的基本酶学性质.结果表明该酶被纯化了23.1倍,回收率为43.9%,分子量大小为33.2 kDa.酶的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH为8.0,在0～40 ℃,pH=7.0～8.0之间酶活力较稳定.酶对底物κ-卡拉胶的米氏常数Km值为1.6 mg/mL.Na~+、K~+对酶活有促进作用,而Hg~(2+)、Cu~(2+)强烈抑制酶的活性.酶解κ-卡拉胶的主产物为硫酸新κ-卡拉二糖和硫酸新κ-卡拉四糖.     

Bacillus sp.SCSIO 15029中一种耐高温Mn-超氧化物歧化酶的克隆、表达及鉴定

本研究从南海沉积物中分离到一株耐高温菌Bacillus sp.SCSIO 15029,从其基因组中克隆了一个编码超氧化物歧化酶的基因BaSOD,并在大肠杆菌BL21(DE3)中实现了可溶性异源表达。随后,对重组BaSOD进行了酶学性质鉴定,BaSOD的最适p H为7.5,最适反应温度为40℃,酶活为5511.46U·mg–1。经鉴定,BaSOD是一种锰离子特异的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),该酶具有良好的热稳定性,在60℃处理30min酶活基本没有变化,在70℃下处理30min剩余酶活为71%,具有较好的工业应用前景。     

中国明对虾体壁N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质

为了探讨对虾N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(EC3.2.1.52,NAGase)的分离纯化及其酶学性质,作者以中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)体壁为材料,通过硫酸铵沉淀分级分离、SephadexG-100柱层析和DEAE-32离子交换柱层析纯化,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶酶制剂,纯化酶比活力为3938.56U/mg。通过SDS-PAGE凝胶电泳,测得该酶亚基分子量为48.88 kD。酶的最适pH为6.0,最适温度为45℃;该酶在pH 6.0~9.0区域较稳定,温度稳定性范围是20~35℃,45℃下处理1 h酶活力丧失65.04%。酶水解对硝基苯-N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷的Km为0.229 mmol/L,Vmax为5.00μmol/(L·min)。进一步研究金属离子对酶活力的影响,结果表明:Li+、Na+和Ba2+对酶没有明显影响,Mg2+、Ca2+、Mn2+、Co2+、Fe3+和Al3+对酶均有不同程度的激活作用,Cu2+、Zn2+和Pb2+对酶呈抑制作用,1.0 mmol/L Hg2+对酶呈激活作用,而10 mmol/L Hg2+使酶活力降低42.37%。