半纤维素侧链降解酶——α-葡萄糖醛酸酶的研究进展

半纤维素是自然界中最丰富的可再生资源之一,将半纤维素降解为单糖并转化为燃料或化学品一直是科学界研究的热点。半纤维素是由木糖基主链以及α-葡萄糖醛酸等侧链共同组成的异质多聚体。α-葡萄糖醛酸酶是半纤维素完全降解过程中的关键酶之一,能够水解4-O-甲基葡萄糖醛酸与木糖之间的α-1,2-糖苷键。本文综述了α-葡萄糖醛酸酶的分类、催化机制及晶体结构、酶学性质和基因克隆表达等方面的研究进展,同时对该研究进行了展望。     

白腐菌预处理甘蔗渣促进水解的研究

利用一株产木质素降解酶的白腐菌Ceripriopsis sp.,以固态发酵形式对甘蔗渣进行预处理,选择性降解其中的木质素,从而提高其水解效率。甘蔗渣固态发酵过程中,发酵温度、培养基成分、含水量和初始pH值对酶活和糖收率都有影响。含水量是对糖收率影响最大的因素,其次是麸皮添加量,再次是温度,而初始pH值影响最小。甘蔗渣固态发酵的最佳条件为:培养基中含水量为80%,麸皮含量为5%,初始pH=4.0时28℃发酵14d,获得的糖产率最大,达20.6%。     

青霉T24-2降解甘蔗渣及发酵产氢的研究

通过单因素试验及正交试验对青霉（Penicilliumsp.）T24-2产纤维素酶及酶解甘蔗渣的条件进行优化,并分析了产酸克雷伯氏菌（Klebsiella oxytoca）HP1利用甘蔗渣糖化液产氢的特性。单因素试验结果表明,蔗渣/麸皮质量比、曲酶/蔗渣质量比、固（曲酶＋蔗渣）/液（水）质量比、糖化时间是影响产纤维素酶和蔗渣糖化率的主要因素。经正交试验并考虑大规模应用时的成本,确定青霉T24-2固态发酵产纤维素酶的最佳蔗渣/麸皮质量比为4∶6。利用曲酶对甘蔗渣进行糖化的最佳条件为：曲酶/蔗渣质量比为1∶3,固（曲酶＋蔗渣）/液（水）质量比为1∶3,糖化时间为20h,在此条件下甘蔗渣糖化率可达43.6%。产氢试验表明产酸克雷伯氏菌HP1利用甘蔗渣糖化液,每克甘蔗渣产氢可达41.0mL。研究表明青霉T24-2是一株较好的产纤维素酶菌株,可应用于纤维素生物质的开发与利用。     

应用PCR-ELISA技术检测转基因产品的研究

建立并优化了转基因大豆与玉米的DNA提取,CaMV35S启动子和T－NOS终止子的序列特点设计特异性引物与探针，应用PCR－ELISA检测技术，建立了转基因大豆与玉米中常用外源基因的快速检测体系，并应用于进出境产品的转基因检测实际工作中。结果表明，建立的PCR－ELISA法具有操作简便，灵敏特异，结果准确的，可对转基因大豆，玉米及其它转基因产品进行定性和定量检测。     

灰绿曲霉突变株降解稻草秸秆及联合产氢的研究

对灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)突变株EU7-22进行单因子和正交实验,确定菌株利用稻草产纤维素酶的液态发酵优化组合条件为:稻草粉3%、蛋白胨0.5%、温度35℃、起始pH 5。在优化条件下培养4~5 d可达到产酶高峰。利用优化培养后的酶液水解稻草粉产糖,在最适条件下,稻草粉酶解反应24 h后,糖化率可达49%。利用稻草粉做底物,EU7-22和产氢克雷伯氏菌HP1联合发酵,1 g稻草粉可产氢23.7 mL。     

转基因产品的PCR—ELISA液相杂交检测条件研究

确定杂交液成分，选择探讨浓度，将5′端标记生笔素的PCR扩增产物与5′端标记地高辛的探针呈液相混合，在PCR管中按优化后的条件（92℃，5min；55℃，5min）进行液相杂交。杂交产物通过链霉亲和素被固定在微孔表面，同时在含高浓度二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide,DMSO）的杂交液中将非特异结合的探针解离，然后对被固定的特异杂交产物进行ELISA检测。PCR－ELISA液相杂交检测方法操作简便，特异性高，避免了繁琐的杂交程序和对人体有害的溴乙锭，适用于转基因产品及春加工食品的快速检测。     

转基因产品的PCR-ELISA液相杂交检测条件的研究

确定杂交液成分,选择探针浓度,将5’端标记生物素的PCR扩增产物与5’端标记地高辛的探针呈液相混合,在PCR管中按优化后的条件(92℃,5 min;55℃,5 min)进行液相杂交.杂交产物通过链霉亲和素被固定在微孔表面,同时在含高浓度二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)的杂交液中将非特异结合的探针解离,然后对被固定的特异杂交产物进行ELISA检测.PCR-ELISA液相杂交检测方法操作简便,特异性高,避免了繁琐的杂交程序和对人体有害的溴化乙锭,适用于转基因产品及其加工食品的快速检测.     

β-葡萄糖苷酶的异源表达及与纤维素酶协同酶解竹纤维

在毕赤酵母GS115中表达东方肉座菌EU7-22的β-葡萄糖苷酶基因（bgl?）,获得基因工程菌株BP17。优化BP17发酵产酶条件后,重组β-葡萄糖苷酶活力达121 IU/mL。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度为70℃,在60℃以下有较好的热稳定性;最适催化pH为5.0,在pH 3.0 ~ 8.0之间有较好的稳定性。将异源表达的β-葡萄糖苷酶添加到东方肉座菌的纤维素酶液中协同降解经过预处理的竹纤维,当纤维素酶添加量为FPA 20 IU/g底物,β-葡萄糖苷酶添加量为BG 6 IU/g底物时,纤维二糖浓度显著下降,酶解得率达到83.03%,表明重组β-葡萄糖苷酶的加入更有利于纤维素的酶解糖化。     

竹木质素的NaOH-乙醇水溶液热降解及产物分析

本研究以NaOH-乙醇水溶液为溶剂体系对竹木质素进行热降解,主要考察了NaOH浓度、反应温度、反应时间、乙醇用量等条件对竹木质素降解转化为酚类化合物的影响。通过GC-MS及FT-IR对降解产物进行分析检测,得出最佳反应条件为：竹木质素5 g,NaOH浓度（基于乙醇水溶液）20 g/L,乙醇10 mL,反应时间2 h,反应温度240℃。在此条件下,降解产物中总的酚类化合物的相对峰面积为73.88%,残渣率为30.67%。竹木质素的降解主要产物是酚类化合物：苯酚（17.98%）、2-甲氧基苯酚（16.49%）及1,2-苯二酚（10.03%）。与现有文献相比,本文竹木质素在碱性乙醇溶剂体系中降解能够获得较高产量的酚类化合物,有望实现竹木质素的高值化利用。