β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株筛选、鉴定及酶基因克隆和序列分析

目的:筛选和鉴定β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株并对酶基因进行克隆和序列分析。方法:利用透明圈法从食堂锅炉排水口污泥中分离筛选菌株,并采用形态和生理生化特征鉴定菌株。通过PCR方法扩增酶基因,将其克隆于T-载体,用Sanger双脱氧链终止法测定序列。结果:分离筛选的β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株呈长杆状、革兰氏染色可变、兼性厌氧、产芽孢(次端生、孢囊膨大)。生理生化试验结果表明:该菌株与浸麻芽孢杆菌(Bacillusmacerans)最为相近,命名为BacillusspA3。PCR扩增获得的酶基因全长734bp,其中开放阅读框架为717bp,编码238个氨基酸。经Blast分析,该序列与多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)和浸麻类芽孢杆菌(B.macer-ans)相似性较高,分别为98%和82%。结论:成功分离了β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株BacillusspA3,酶基因序列与多粘芽孢杆菌和浸麻类芽孢杆菌有较高的同源性。     

产β-1,3-1,4-葡聚糖酶特基拉芽孢杆菌Bacillus tequilensis CGX5-1发酵培养基的优化

采用响应面优化法对一株野生特基拉芽孢杆菌的发酵培养基进行优化,最终培养基各组分为:大麦粉68.4 g/L,玉米粉40 g/L,豆饼粉61.1 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4·7H2O 0.1 g/L,CaCl20.1 g/L。用优化培养基在37℃摇瓶发酵52 h,β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活达到191.96 U/mL,是优化前产酶水平的1.91倍。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶在工业酿酒酵母表面的诱导展示表达研究

基于絮凝素FLO1基因片段为锚定序列,构建以诱导型GAL1启动子介导的表达载体YEP-GMPFAK,并实现以半乳糖为诱导剂,β-1,3-1,4-葡聚糖酶在酿酒酵母表面的展示表达。酵母转化子发酵实验表明,在pH6.0、50℃培养条件下,经2%半乳糖诱导24 h,表面展示酶活达到最大值322.83 U/g细胞干重。酶学性质测定表明,展示表达的β-1,3-1,4-葡聚糖酶具有良好的热稳定性。     

一株嗜热梭菌β-1,4-葡聚糖内切酶基因的克隆及表达

以嗜热梭菌(Symbiobacterium thermophilum IAM 14863)基因组DNA为模板克隆了编码葡聚糖内切酶的基因,同时将该酶基因构建于表达载体pET32a(+)中,获得重组表达载体pET32a-Glu,转化至E.coli BL21(DE3)PLYS中并进行表达。结果表明:该基因大小为1 101 bp,共编码366个氨基酸;SDS-PAGE电泳结果表明该基因在E.coli BL21(DE3)PLYS中得到了有效表达,相对分子质量约为60 kDa,纯化后重组酶活力为103 U/mL;酶学性质实验结果表明:酶最适pH值为5左右,最适反应温度为55℃,且此酶具有良好的耐热性(75℃左右)和pH值稳定性。     

特基拉芽孢杆菌来源β-1,3-1,4-葡聚糖酶重组菌发酵培养基的优化

为了提高重组大肠杆菌(Escherichia coli BL21DE3)(pET-28a(+)-bgl)发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的能力,研究了发酵培养基中各类碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。结果表明,甘油为最适碳源,酵母粉及胰蛋白胨为氮源。优化的培养基组成是:yeast extract终浓度为20 g/L,胰蛋白胨12.5 g/L,甘油14.1 mL/L,KH2PO42.17 g/L,K2HPO42.74 g/L。三角瓶发酵产β-葡聚糖酶酶活(2 978.2 U/mL),与初始培养基(1 671.9 U/mL)相比,提高了1.78倍。研究结果表明,发酵培养基的优化对重组大肠杆菌发酵生产工业酶具有重要作用。     

工业酿酒酵母重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶部分酶学性质的研究

用刚果红法测定β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力,研究重组酿酒酵母(S.cerevisiae)菌株SC-βG分泌表达的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的部分酶学性质,并与出发菌株枯草芽孢杆菌(B.subtilis)表达的原始酶的性质进行比较。结果表明,重组酶保持了与原始酶相同的底物专一性。 重组酶的最适反应温度为35℃,而原始酶为55℃。重组酶的热稳定性也发生了改变,40℃热处理20min只保留63.4%的最初酶活力,但温度再升高时对热处理敏感度降低,70℃的热处理20min仍保留45.9%的最初酶活力;而原始酶50℃时稳定,60℃以上的热处理酶活力损失很大。与原始酶相比,重组酶的最适pH值下降为pH5.0,而原始酶为pH6.5;相比原始酶在pH7.0有最大稳定性,重组酶在pH5.5时有最大稳定性。重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的最适反应条件与原始酶相比更接近啤酒的实际生产条件。     

泡盛曲霉液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件优化

从土壤样品中筛选得到一株高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的真菌,经鉴定为泡盛曲霉(Aspergillus awamori),命名为Aspergillus awamori CAU33。依次采用单因素试验和响应面分析法优化了其液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件,得到该菌株产酶的最适条件为:玉米芯质量浓度55 g/L、大豆蛋白胨质量浓度25 g/L、曲拉通X-114质量浓度23 g/L、初始pH 4.5、培养温度35℃、培养时间6 d。在此条件下β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达到8 447 U/m L,为优化前的17.6倍。     

响应面优化木霉TP-24固态发酵生产β-1,3-葡聚糖酶产酶条件

研究采用响应面法(RSM)对木霉TP-24固态发酵生产β-1,3-葡聚糖酶的培养基组成(碳源酵母粉、氮源NH4NO3和料水比)进行了优化。结果表明,采用以麸皮为基质、添加1.91%酵母粉、1.99%NH4NO3和15.79mL水的培养基中,接种木霉TP-24菌株于30℃发酵4d,β-1,3-葡聚糖酶活力可达到594.37U/g·ssc,比对照产酶水平提高了273.55%。     

酶-碱法提取酵母β-1,3-葡聚糖的研究

采用酶-碱法从酵母自溶残渣中提取β-1,3-D-葡聚糖,通过正交试验得出最佳碱处理工艺条件为酶解后的沉淀物用60mL2%氢氧化钠溶液75℃处理6h,经冷冻干燥后,成品葡聚糖的得率为21.38%,其中多糖含量为92.17%,蛋白质含量为1.32%,水分含量为5.53%,酶-碱法处理工艺具有葡聚糖得率高、蛋白质含量低的特点。     

产β-葡聚糖酶淀粉液化芽孢杆菌的选育

通过对一株淀粉液化芽孢杆菌进行紫外和^60Co逐级诱变，使该菌株产β-葡聚糖酶酶活从80U／mL提高到105U／mL；对突变株进行多次单菌落分离及传代，对其传代稳定性的研究表明：该菌株产酶性能稳定；在5L发酵罐中突变株的产酶水平比摇瓶要高，可达120U／mL，产酶周期比摇瓶缩短了15h．     

温度对淀粉液化芽孢杆菌5582产β-葡聚糖酶的影响

为进一步提高淀粉液化芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien)BS 5582产β-葡聚糖酶的水平,采用了分阶段控温工艺,在5L发酵罐,装料系数0.6,接种量6.67%,种龄18h,通气量1.0L(/L·min),搅拌转速500r/min,起始发酵温度36℃,培养27h(稳定期)后,降温至32℃继续发酵至终了。β-葡聚糖酶酶活在51.75h达到182.52U/mL,比恒温发酵提高了28%。     

微生物β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶学性质和基因工程研究进展

对微生物β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶学性质,基因克隆和表达等方面研究进展作了综述.     

裂褶菌发酵产β-1,3-葡聚糖酶条件的优化

本文通过裂褶菌发酵培养获得β-1,3-葡聚糖酶,并对其发酵条件进行了研究.分别探讨了培养基中的碳源、氮源及无机盐对产酶的影响,并采用正交试验找到最佳的产酶培养基配方为葡萄糖2%,牛肉膏0.3%,NH4Cl0.1%,KH2PO40.05%,MgSO40.05%;对培养温度、起始pH值、接种量和培养时间等条件进行了优化,得...     

扇贝消化腺β-1,3-葡聚糖酶的分离和性质研究

以扇贝加工废弃物消化腺为原料,经磷酸缓冲液抽提、80%饱和度硫酸铵沉淀、DE52纤维素离子交换层析和Sephadex G-100分子筛层析等步骤,获得β-1,3葡聚糖酶.经SDS-PAGE检测,扇贝消化腺β-1,3-葡聚糖酶的相对分子质量为157kDa.β-1,3-葡聚糖酶水解木耳多糖(β-1,3-葡聚糖)的最适pH为7.0,最适温度为30℃.通过Lineweaver-Burk作图,得到其米氏常数Km为13mg/mL.     

皱纹盘鲍内脏β-1,3-葡聚糖酶的提取及其酶学性质研究

从鲍鱼内脏提取β-1,3-葡聚糖酶粗酶并研究其酶学性质。以昆布多糖为底物监控酶的活性。鲍鱼内脏经匀浆后,采用3倍体积0.1mol/L的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(pH6.0)浸提12h。浸提液经离心后收集上清液,并采用60%饱和度的硫酸铵对上清液中的蛋白进行盐析沉淀得β-1,3-葡聚糖酶粗酶。研究表明,粗酶中β-1,3-葡聚糖酶的最适反应温度为40℃,酶活力在40℃以下稳定;酶的最适pH为6.0,酶活力在pH4.0～7.0范围内稳定。Mn2+能明显激活酶活力,而Cu2+、Fe3+、Hg+对酶活力有抑制作用,其中Fe3+的抑制作用最强;亮肽酶素和1,10-菲啰啉对酶活力有明显的抑制作用,而E-64对酶活力有一定的激活作用;此酶对海藻酸钠也有一定水解能力。     

节杆菌β-1,3葡聚糖内切酶的分离纯化与特性研究

通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和柱层析从节杆菌（Arthrobacter sp．）粗酶制剂分离纯化得到β-1,3葡聚糖内切酶。经SDS凝胶电泳和柱层析测得纯化酶为单体酶,分子量为32．5kDa;纯化酶N末端的10个氨基酸序列为APGDLLWSDE,在pH5～8之间稳定,最适pH6．5,最适温度55℃,但50℃以上失活很快。纯化酶对昆布4,5,6,7糖及昆布多糖底物的米氏常数分别为0．12,0．11,0．067,0．066mM和0．16mg／mL,也可水解热凝胶和地衣多糖,葡糖苷内切酶H（Streptomyces griseus）不能分解它,证明该酶不含糖基。该酶属于糖基水解酶16族系。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶在毕赤酵母中的克隆与表达

β-1,3-1,4-D-葡聚糖酶是一类专一性降解β-1,3-1,4-葡糖苷键中的β-1,4-糖苷键,产生小分子还原糖的水解酶,广泛应用于啤酒工业和饲料工业中。本研究根据毕赤酵母密码子偏好性优化β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因序列,采用PCR法将其插入毕赤酵母表达载体pPICZαA,经SacI线性化后电击整合入毕赤酵母X-33基因组,构建重组酵母;经菌落PCR验证和摇瓶筛选,获得一株X-33/pPICZαA-bgl,甲醇诱导96h后,酶活力达308.5U/mL,经SDS-PAGE电泳,实际蛋白分子量约为33ku。β-1,3-1,4-D-葡聚糖酶最适反应pH为5.0,最适反应温度为50℃。      

淀粉液化芽孢杆菌产β-葡聚糖酶培养基优化以及酶稳定剂的研究

采用正交试验方法,进行了淀粉液化芽孢杆菌发酵产β-葡聚糖酶培养基的优化。结果表明,采用玉米粉30g/L,大麦粉40g/L,豆饼粉30g/L,Na2HPO4.12H2O 6g/L,(NH4)2SO4 4g/L,CaCl2 0.8g/L,MgSO4.7H2O1g/L组成的培养基发酵,β-葡聚糖酶活力达到128.55U/mL,比优化前提高了22.48%。在β-葡聚糖酶溶液中添加大分子亲水型多糖黄原胶、动物蛋白明胶、甘油、氯化钠可明显提高β-葡聚糖酶的热稳定性。将添加甘油120g/L、黄原胶5g/L复合稳定剂的葡聚糖酶溶液60℃处理2h,酶液的残余酶活比未经处理的酶活提高了55.3%。     

黑曲霉内切β-1,3(4)-葡聚糖酶的基因克隆与酶学特性分析

基于黑曲霉CBS 513.88的基因组信息,以黑曲霉CICIM F0510为出发菌株,提取其总RNA,反转录得到c DNA,成功将其3个内切β-1,3(4)-葡聚糖酶的基因(en3g A、en3g B、en3g C)在毕赤酵母中进行了克隆与表达。获得了3个重组菌GS115(p PIC-en3g A)、GS115(p PIC-en3g B)和GS115(p PIC-en3g C)。在摇瓶水平上,这株重组菌的酶活分别为1.3、8.5和10.1 U/m L。重组酶En3g A、En3g B和En3g C的最适作用温度分别为65、50和55°C;最适作用p H分别为5.0、5.0和3.5。此外,3种重组酶对羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethylcellulose,CMC-Na)和凝结多糖都具有典型的内切水解作用。这3个重组β-1,3(4)-葡聚糖酶具有良好的温度和p H稳定性,可为其在啤酒制造以及饲料加工过程中的应用奠定基础。     

热纤梭菌β-葡聚糖酶基因的克隆和表达

提取热纤梭菌(Clostridium.sp)基因组DNA,首次通过PCR克隆了该菌的β-葡聚糖酶基因全长。结果表明:该基因全长1040bp,ORF为1003bp,编码334个氨基酸,计算分子质量为37.8kD,等电点为7.67。经Blast分析,该序列与热纤梭菌同源性最高(99%),而与基因库中嗜热梭菌的同源性为94%,该基因已被GenBank接受(AY225318)。用BamHⅠ和XhoⅠ双酶切目的片段和表达载体pET-30a(+)后相连接,构建重组表达载体pET-clo,并导入BL21细菌中表达。酶学特性表明:SDS-PAGE电泳在37kD左右有表达蛋白带,该工程菌最适酶活29.4U/mL,是出发菌的15倍,最适温度80℃,最适pH9。该工程菌可作为耐热性材料构建耐热性好、酶活高的杂合基因工程菌。