海洋细菌Sphingomonas sp. Q2产琼胶酶发酵条件优化、酶学性质及降解产物研究

本研究旨在对从江蓠中筛选获得的Sphingomonas sp. Q2菌株产琼胶酶能力条件进行优化并对其酶学性质及降解产物进行研究。通过响应面法对发酵条件进行优化,采用硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶层析等方法对发酵所得酶液进行纯化并对纯化后的酶液进行酶学性质研究。发酵优化结果表明该菌株产琼胶酶的最佳培养基组成为：琼脂4.42 g/L、磷酸氢二钾1.30 g/L、氯化钠10.51 g/L。优化后的酶活力为1085.71 U/mL,较优化前提高了1.58倍。纯化后的琼胶酶比活为112048.82 U/mg,纯化倍数为7倍,回收率为48.04%。酶学性质结果表明该酶最适反应温度为40℃,最适pH为6.5,且在最适温度下保存8 h,酶活仍保持在90%以上。MS和¹³C-NMR结果表明,该琼胶酶的降解产物主要为新琼四糖。该琼胶酶具有良好的热稳定性及较高的酶活力,为琼胶寡糖的开发制备提供了基础。     

海洋细菌NBRC10260产琼胶酶发酵条件优化

通过正交试验法对产琼胶酶海洋菌株NBRC102603发酵条件进行优化,优化培养基为:蛋白胨4.0g/L、酵母粉1.25g/L、琼胶粉5.0g/L;在装液量150mL(500mL三角瓶)、28℃、150r/min、接种量为1%条件下发酵48h酶活力达到最高,为56.89U/mL,比未优化前提高了2.01倍.     

海洋细菌Vibrio fluvialis的分离鉴定、产琼胶酶条件优化及酶的分离纯化

利用琼胶酶生产琼胶寡糖具有良好的应用前景,然而目前产琼胶酶菌株的性状不稳定、酶活力低等因素限制了琼胶酶的工业化应用。从龙须菜表面筛选出1株具有高琼胶酶活力的菌株A8,利用VITEK 2 GN微生物鉴定系统和16S rRNA基因序列分析,分别进行生理生化和分子生物学鉴定,确定该菌为Vibrio fluvialis A8。通过单因素试验和正交试验确定该菌的最适产酶培养基为:在人工海水中添加2 g/L琼脂、3 g/L半乳糖、3 g/L酵母浸粉、5 g/L Na Cl;最适培养条件为:接种量2%、温度20℃、p H 7. 0。优化后发酵液琼胶酶的活力为21. 80U/m L,是优化前的4. 05倍。Pearson相关性分析表明,菌株生长对其产酶有正相关影响(P 0. 01)。采用(NH4)2SO4分级沉淀和DEAE阴离子交换层析对琼胶酶进行分离纯化,琼胶酶的纯化倍数为3. 26,比活力为141. 52 U/mg,回收率为15. 21%。SDS-PAGE凝胶电泳分析显示,琼胶酶的分子质量约为37 k Da。     

琼胶酶高产海洋细菌QM42的发酵条件优化

通过单因素试验和正交试验对琼胶酶高产海洋细菌QM42发酵条件进行了优化.经过发酵培养试验,确定优化培养基组成:蛋白胨浓度5.0g/L、酵母粉浓度0.50g/L、琼胶浓度3.0g/L;在培养初始pH值为7.0、装液量50mL/150mL、培养盐度50g/L,29℃条件下发酵48h,粗酶液酶活力达到627.65U/mL.     

海洋胶红酵母菌CD-008产超氧化物歧化酶发酵条件优化及酶分离纯化

在单因素试验基础上,结合Plackett-Burman、Box-Behnken设计及响应面分析法进行回归分析以确定海洋胶红酵母菌Rhodotorula sp. CD-008产超氧化物歧化酶最佳发酵条件,并通过盐析、超滤离心、Sephadex G-100凝胶过滤层析研究了酶的分离纯化条件。结果表明,pH、转速、温度对酶活力有显著影响,最优发酵条件为pH 5.34、转速150 r/min、温度21.40 ℃,优化后发酵液酶活力达到6 430.52 U/g湿菌体,比优化前提高了1.53倍。粗酶液经65%饱和度的硫酸铵盐析、超滤离心、Sephadex G-100凝胶过滤层析后获得的SOD比酶活达到419.90 U/mg,纯化倍数为9.60倍,蛋白回收率为8.2%。SDS-PAGE凝胶电泳显示,纯化后的SOD的分子质量约为37.5 ku。     

Pseudomonadaceae sp.胆固醇氧化酶产酶条件优化及其初步纯化

Pseudomonadaceae sp.可以发酵生产胆固醇氧化酶。本文对Pseudomonadaceae sp.进行产酶条件的优化及产物的初步分离。确定其最适培养基及培养条件,优化后胆固醇氧化酶的酶活力可达1691.72U/L,比优化前839.35U/L有较大提高。经过(NH4)2SO4沉淀及Sephadex G-75凝胶过滤层析初步纯化后酶比活力达24.95U/mg,纯化倍数为9.18。     

产琼胶酶菌株海洋弧菌NTi罐上工艺优化及中试放大

对产琼胶酶菌株海洋弧菌NTi进行7 L罐发酵工艺优化以及20 L和200 L发酵的中试放大试验。通过测定发酵过程琼胶酶活力及生物量考察p H、转速、温度、额外添加碳源、不同补料方式对菌株海洋弧菌NTi产琼胶酶的影响,确定该菌株7 L罐发酵最佳工艺为p H 7.5或自然发酵,转速700 r/min,发酵温度27℃,以琼脂为唯一碳源,所产琼胶酶活力最高达3.37 U/m L。将小试发酵工艺放大至20 L和200 L发酵罐进行试验,结果表明,20 L和200 L罐上发酵产酶规律与7 L罐基本一致,且其琼胶酶产量进一步提高,其中20 L罐琼胶酶活力最高达3.66 U/m L,200 L罐琼胶酶活力最高达3.73 U/m L,分别比7 L罐提高了8.5%,10.5%,中试放大效果良好。     

响应面法优化产β-内酰胺酶菌Bacillus cereus B03的发酵条件

为快速高效地提高菌株Bacillus cereus B03的产酶能力,采用响应面法对Bacillus cereus B03产β-内酰胺酶的发酵培养基进行优化。首先通过单因素实验研究了不同碳源及浓度、不同氮源及浓度、不同金属离子及浓度、氯化钠、磷酸氢二钾以及温度、pH、接种量、装液量对菌株产酶活力的影响,然后设计Plackett-Burman试验筛选出影响产酶的3个显著性因素:温度、pH、接种量。在此基础上,最后设计Box-Behnken中心组合试验确定最优产酶发酵条件。结果表明,最佳发酵培养基成分为葡萄糖20 g/L、酵母浸粉20 g/L、NaCl 2 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.2 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 4 g/L,最佳产酶发酵条件为发酵温度37 ℃,pH为7.3,接种量3%,装液量50 mL/250 mL。在此优化条件下,该菌株产β-内酰胺酶的酶活力为113278.7 U/mL,为优化之前酶活(88792.7 U/mL)的1.28倍。本研究为进一步工业化开发利用性状稳定且高产β-内酰胺酶的菌株提供借鉴。     

一株琼胶酶产生菌的分离及产酶培养基优化

用高氏Ⅰ号平板培养基从土壤中分离到一株琼胶酶产生菌TQ8,依据形态学特征和16S rDNA序列分析,鉴定其为一株不动杆菌(Acinetobacter sp.)。通过单因素实验和正交实验优化了该菌株产琼胶酶的培养基主要组成及其pH值,在产酶培养基组成为葡萄糖10 g/L、琼脂2 g/L、复合氮源[蛋白胨:(NH4)2SO4:KNO3=3:1:1]7 g/L、酵母浸出粉5 g/L、NaCl 5 g/L、MgSO4·7H2O 0.3 g/L,pH为7.0时,TQ8菌株产酶活力达到83.5 U/mL,较优化前的21.7 U/mL提高了2.85倍。     

基于关键因素调控发酵生产过氧化氢酶

采用正交试验策略,分析了不同关键因素对重组E.coli发酵生产过氧化氢酶(CAT)的影响,确定CAT合成的最优摇瓶发酵条件为:甘油5 g/L、酵母粉35 g/L、初始pH 7.5、诱导温度为30℃。在3 L发酵罐发酵生产CAT过程中,当转速为300 r/min时,酶活力最高为201 17.2U/mL,最适发酵产酶初始甘油质量浓度为10 g/L。以0.67 g/(L·h)的速率进行流加甘油时,最高酶活达28 243.0 U/mL。在诱导开始时一次性补入16.7 g/L甘油,当发酵至47 h时CAT酶活达到最大值为50 369.5 U/mL,为优化前酶产量的2.5倍。     

毕赤酵母产伏马毒素B1羧酸酯酶发酵条件和培养基的优化

为提高毕赤酵母重组菌产伏马毒素B1(fumonisin B1,FB1)羧酸酯酶的摇瓶发酵水平,以酶活力为指标,对发酵条件和培养基进行优化。通过单因素试验对发酵条件进行优化。通过Plackett-Burman试验筛选出关键培养基成分,再进行正交试验建立试验数据样本,最后建立误差反向传播神经网络模型进行预测并寻找最优发酵培养基组成。经优化得到的发酵条件:诱导温度28℃,初始p H 6.0,每24 h补加体积分数为1%的甲醇,诱导96 h;优化后发酵培养基组成:蛋白胨23 g/L、KH2PO444 g/L、PTM4 (Pichia trace minerals 4)微量元素溶液1.5 m L/L、K2SO47.15 g/L、Mg SO4·7H2O 5.85 g/L和酵母粉5 g/L。FB1羧酸酯酶酶活力达到402 U/m L以上,较优化前提高了1.19倍。优化后显著提高了重组菌株的产酶能力,研究结果为FB1羧酸酯酶发酵罐优化提供了基础数据。     

产碱性蛋白酶的嗜热菌株筛选及发酵条件研究

在河南商丘盐碱地堆肥土壤样中分离到1株产碱性蛋白酶的嗜热菌株SR-15,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。摇瓶发酵研究表明,其适宜培养条件为:玉米粉40g/L,黄豆粉40g/L,MgSO40.5g/L,NaCl10g/L,K2HPO41.0g/L,起始pH10.0,培养温度45℃,摇瓶转速190r/min,250mL三角瓶的装液量100mL,48h后发酵液酶活为1180U/mL。     

干酪乳杆菌LCR6013中NiR和电子供体的分离纯化及其协同降解亚硝酸盐

干酪乳杆菌LCR 6013经10.00 mg/L的亚硝酸钠诱导和溶菌酶破壁,粗酶溶液分别经过30%和60%饱和硫酸铵溶液分级沉淀,沉淀被溶解和透析后分别得蛋白液Ⅰ和蛋白液Ⅱ,通过阴离子DEAE Sepharose Fast Flow和葡聚糖凝胶G-100层析柱分离纯化。蛋白液Ⅱ纯化得亚硝酸盐还原酶蛋白(NiR),在加入细胞色素C才能降解亚硝酸盐,LCR6013的每升发酵液得到0.54 mg活性酶蛋白,其NiR比酶活为1851.20 U/mg,得率为2.08%,纯化后其NiR比活力提高16倍,经SDS-PAGE电泳确定LCR6013 NiR的单体分子质量约为45 ku。同时,由蛋白液Ⅰ纯化的蛋白加入LCR6013的NiR中,表现降解亚硝酸盐的活力,经鉴定为电子供体蛋白(El D),经SDS-PAGE电泳确定LCR6013中ElD的单体分子质量约为13 ku,与细胞色素C的单体分子质量相同。LCR6013的ElD、细胞色素C、FeSO_4和Na_2SO_3分别协同NiR能在48 h内将75.00 mg/L的亚硝酸钠完全降解,而LCR6013的ElD和细胞色素C降解效果最好。     

米曲霉giF-10内切葡聚糖酶基因的克隆表达及酶学性质分析

根据NCBI(GenBank Accession No.:D83732.1)中注册的米曲霉内切葡聚糖酶CelB基因序列设计引物,以本实验室自行筛选的天然米曲霉基因组DNA为模板,PCR高保真扩增出内切葡聚糖酶基因eg,将其定向插入到酵母表达载体pPICZαA上,转化酵母宿主菌X33,刚果红水解圈筛选结果表明已成功表达。SDS-PAGE分析表明,表达产物分子量约为65 ku。对酵母表达工程菌X33-eg进行发酵条件优化,结果显示最适甲醇诱导浓度为0.75%,用1 L三角瓶诱导培养5天达到最高酶活120 U/mL。对重组酶的酶学性质分析表明,其最适反应pH值和温度分别为pH4.0和45℃,在30～45℃和pH3.4～pH6.9范围内可保持内切葡聚糖酶最高酶活力70%以上。     

宇佐美曲霉酸性β-甘露聚糖酶的纯化及性质研究

采用硫酸铵分部盐析、Phenyl Sepharose CL-4B疏水层析、Sephadex G-75凝胶过滤层析、DEAE Sepharosefast flow阴离子交换层析等分离技术,从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)YL-01-78菌株固态曲浸出液中分离出1种SDS-PAGE电泳纯和HPLC色谱纯的酸性β-甘露聚糖酶组分,其最终回收率为12.6%,纯化倍数为32.3。经SDS-PAGE和凝胶过滤层析测得该纯化酶的分子质量分别为42 ku和40 ku,表明该酶以单体形式存在;其等电点pI为4.2;含糖量为23.2%。以角豆胶半乳甘露聚糖为底物,测得该酶的Km值和Vmax值分别为6.3 mg/mL和1 667μmol/(min.mg)。     

产几丁质降解酶菌株的筛选及其产酶条件

采用平板透明圈法从土壤中分离筛选到一株产几丁质降解酶菌株L12酶活力为0．63U／mL。通过产酶条件优化，初步确定了该菌株较适产酶培养基和摇瓶发酵条件。条件优化后酶活力提高约1．6倍，达到1．06U／mL。     

鞘氨醇单胞菌产3-苯氧基苯甲酸降解酶发酵条件的优化

以鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）SC-1产3-苯氧基苯甲酸降解酶的酶活性为响应值,对其产酶条件进行优化。采用Plackett-Burman法对培养基组分和培养条件筛选显著性影响因素,并通过Box-Bohnken设计试验优化产酶条件,得到其最优培养基配方为：蛋白胨0.5 g/L、酵母膏0.5 g/L、葡萄糖0.8 g/L、硫酸镁0.01 g/L、3-苯氧基苯甲酸（3-phenoxybenzoic acid,3-PBA）质量浓度0.1 mg/mL;最优培养条件为：初始pH 8.33、种龄40.0 h、接种量4 mL/100 mL（种子液细胞浓度为108 CFU/mL）、转速180 r/min、温度30 ℃、装液量30 mL（250 mL锥形瓶）、培养时间37.75 h。在此条件下,发酵液酶活力可达1.870 5 mU/ g,比优化前（0.226 9 mU/g）提高8.24 倍。