甲壳素酶学研究现状

本文介绍了甲壳素在生物合成和分解代谢过程中所涉及的相关酶,如甲壳素合成酶、甲壳素水解酶和其它相关酶,讨论了它们在分离纯化、结构鉴定、作用机制与模型、酶的固定化、基因工程以及应用等方面的研究现状和进展,对甲壳素的研究开发以及相关领域具有理论和实际意义 。     

甲壳酶特性与应用研究

本文阐明了甲壳酶(甲壳素酶和壳聚糖酶)的物理化学酶学性质,并着重对甲壳酶的结构、催化机制和其多方面应用进行了论述,同时还简介了相关甲壳素脱乙酰酶和溶菌酶等的概况。     

甲壳素促进茂源链霉菌发酵产酶

为了提高茂源链霉菌发酵生产谷氨酰胺转胺酶的产量,研究了甲壳素对茂源链霉菌发酵产酶的影响。结果表明,添加0.5%的甲壳素对茂源链霉菌发酵产酶的促进效果极显著,但甲壳素的添加量达到2%时反而会抑制菌株产酶。从菌株生长代谢过程中p H变化、产酶情况、发酵液中蛋白含量及总氮含量等方面,对甲壳素促进茂源链霉菌发酵产酶的作用机理进行了初步探讨。研究显示,甲壳素在茂源链霉菌发酵过程中对菌体生长产生一定的胁迫,刺激菌体大量分泌次级代谢产物,从而提高茂源链霉菌的产酶。对菌株发酵过程的显微观察则表明,甲壳素也可能通过分散菌体生长,提高菌体向胞外分泌谷氨酰胺转胺酶的量来促进产酶。     

甲壳素/壳聚糖在酶固定化中的应用

作为功能性材料,甲壳素与壳聚糖分布广泛,且具有一系列独特的性质:无毒性、凝胶性、生物适应性、降解产物的无毒性、显著的蛋白质亲和性等。正是由于这些特性,虽然甲壳素/壳聚糖材料目前尚未得到充分的开发利用,但是与其它一些酶的固定化载体相比,具有广泛的开发前景。该文综述了近年来甲壳素/壳聚糖在酶的固定化方面的一些研究成果。主要包括:甲壳素/壳聚糖的理化性质、载体不同制备方法的特色和差异、在食品工业、非食品工业、环保、酶的分离纯化以及医疗应用方面的研究进展。     

枯草芽孢杆菌甲壳素脱乙酰酶的酶学性质

研究了甲壳素脱乙酰酶的热稳定性及酶的反应体系作用条件:酶(干重)添加量为40 mg.L-1,甲壳素底物(干重)质量浓度为75 mg.L-1,反应时间为90 m in,金属离子Mg2+对酶活有激活作用,在最适宜反应条件下的酶活为2250 U.L-1。甲壳素脱乙酰酶的酶解方式为外切酶型,酶降解终产物对酶活力有抑制作用,酶对甲壳素有一定的降解作用。     

甲壳素脱乙酰酶的研究概况及展望

甲壳素脱乙酰酶(chitin deacetylase,CDA,E.C.3.5.1.41)是一种能催化脱去甲壳素分子中N-乙酰葡糖胺链上的乙酰基,使之变成壳聚糖的酶。而壳聚糖因其独特的性质被广泛应用于医药、食品、化工、化妆品等行业。对CDA的来源、分离纯化和酶学性质、结构和催化机制、基因的克隆表达及应用前景等方面的研究进行了综述,并分析出今后的主要研究方向应在CDA基因的克隆表达、CDA底物的改造及CDA的结构和催化机制等方面。     

甲壳素酶Chisb的定向进化及生物转化合成几丁寡糖

甲壳素酶具有广泛的工业应用前景,如可将虾壳、蟹壳和其他甲壳废物降解成以几丁寡糖为主的高附加值产品,但野生型甲壳素酶催化效率低,大大限制了几丁寡糖的生产。笔者在前期研究中表达了一个具有较高效催化效率的甲壳素酶Chisb,并对其酶学性质进行了初步研究。为进一步提高甲壳素酶Chisb的催化效率,以R13NprB-C-SP-H为亲本,采用易错PCR(Error-pronePCR)技术构建随机突变体文库,对甲壳素酶Chisb进行定向进化。经过96孔板初筛和摇瓶复筛,获得了两个催化效率进一步提高的突变体C43D和E336R。对突变体的酶学性质进行分析, C43D和E336R的最适催化温度为55℃, C43D的最适pH为5.0,E336R的最适pH为9.0;其催化效率相比对照分别提高了1.35倍和1.57倍;而E336R和C43D催化产几丁寡糖的含量分别为2.53 g/L和2.06 g/L,相比对照(0.89 g/L)分别提高了2.84倍和2.31倍;底物转化率分别为84.3%和68.7%,相比对照(29.7%)分别提高了54.6%和39%。研究表明,通过易错PCR引入随机突变的方法能够有效提高甲壳素酶Chisb的催化效率。上述研究获得的催化效率提高的正向突变体及其酶学性质分析对生物转化合成几丁寡糖具有重要研究意义和应用价值。     

甲壳素对连作条件下平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

研究在苹果连作土壤中添加甲壳素对苹果幼苗生长、土壤酶及土壤真菌群落结构的影响,探讨甲壳素缓解苹果连作障碍的可能性,为防控苹果连作障碍提供依据。盆栽条件下,以平邑甜茶幼苗为试材,在苹果连作土壤中分别添加0,0.5,1.0和2.5g/kg的甲壳素,测定了连作土壤中添加不同量的甲壳素后,幼苗生物量、根系保护酶活性、土壤主要酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等)活性以及土壤中真菌群落结构的变化。9月份结果表明,与对照相比,1.0 g/kg的甲壳素处理连作土,可显著提高平邑甜茶幼苗株高和干鲜重,分别比对照增加了36.8%、82.1%和100.8%;甲壳素处理能增加幼苗根系保护酶活性,其中1.0 g/kg甲壳素处理SOD、POD和CAT活性最高,其次为0.5 g/kg,而2.5 g/kg甲壳素处理显著抑制了幼苗根系保护酶活性。1.0 g/kg甲壳素处理可提高土壤中细菌/真菌值,并且提高了土壤中蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,分别比对照提高了8.6%、40.5%、81.1%、15.3%、18.7%和49.8%,2.5 g/kg甲壳素处理则降低土壤酶活性或者使土壤酶活性与对照相当。根据T-RFLP的图谱中OUT的数量、种类及丰度,分别计算了不同处理土壤的真菌多样性,发现1.0 g/kg甲壳素处理的连作土具有最高的多样性、均匀度和丰富度指数,分别比对照增加了52.2%、8.0%和87.1%。主成分分析(PCA)结果显示,不同剂量甲壳素处理的连作土壤中真菌被PC2分成了两部分,其中0.5 g/kg和1.0 g/kg的甲壳素添加量分布在PC2的负方向上,而CK和2.5g/kg的甲壳素处理分布在PC2的正方向上,这说明添加不同量的甲壳素对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,添加量太多或者太少均会造成土壤真菌多样性下降,只有适量的甲壳素可提高真菌群落结构多样性。实验结果表明1.0 g/kg的甲壳素可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

甲壳素及其衍生物在医药卫生领域中的应用

甲壳素是自然界储存量仅次于纤维素的第二大天然多糖化合物 ,本文综述了其药理作用、在医药卫生方面的应用研究情况 ,如甲壳素抗感染、抗凝血、抗癌及降血脂等作用及在制剂方面的应用等     

水溶性羟丙基甲壳素的合成及性能研究

本文研究了水溶性羟丙基甲壳素的合成工艺,确定了甲壳素羟丙基化的条件,并用ＩＲ、ＮＭＲ对化合物进行了结构表征。     

甲壳素和壳聚糖作为酶和细胞的固定化载体的研究进展

天然高分子甲壳素及其主要衍生物壳聚糖是一类新型的、作为酶和活细胞固定化载体的有效材料。本文综述了它们对十几种酶和活细胞的固定化作用,并提出了将它们制备成凝胶型珠状交联树脂的必要性。     

甲壳素脱乙酰酶产生菌产酶条件的优化

采用斜面培养和液体发酵培养产甲壳素脱乙酰酶的真菌构巢曲霉,并且研究了产酶条件。结果表明,构巢曲霉的最适产酶条件为：发酵培养基初始pH值为6.5、发酵时间为96h、培养温度为31℃、碳源浓度为2%、氮源浓度为2%、金属离子浓度为0.01mol/L、接种量为6%。     

甲壳素及其应用

概述了甲壳素的来源,甲壳素、壳聚糖的化学组成及性质。讨论了甲壳素及其衍生物在医学、工业、农业及环保等领域的应用。     

枯草芽胞杆菌甲壳素脱乙酰酶的筛选及酶学性质*

从海洋泥土中分离出产甲壳素脱乙酰酶菌株,确定该菌株为产碱属芽孢杆菌,其产酶适宜培养条件为：pH4．0,添加金属离子Ca^2 ,培养时间为80h,温度为350℃。所得甲壳素脱乙酰酶作用的最适温度为40℃～50℃,最适pH为4．5-5．0之间。     

壳聚糖的性质和用途及其在农业上的应用前景

壳聚精（chitosan）为甲壳素（chitin）的降解产物。甲壳素是类似纤维素的生物聚合物,畜量仅次于纤维素,为世界上第二大类有机地合物,广泛存在于动物和真菌中,其中海生的无脊椎动物和昆虫的外壳甲壳素量较多。甲壳累资源丰富,制备简单,在美国和日本生产已经工业化［‘’j。我国沿海地区辽阔,每年捕捞虾蟹数量极多,除虾蟹的可食部分外,还留下大量含有甲壳素的废物。但到目前为止,甲壳素和壳聚糖的生产尚未形成规模。国内生产的壳聚糖价格为6．5～85万一、吨,外贸价为国内价的10倍左右。将虾头H及含甲壳素的废料转化为壳聚糖,不…     

层生镰刀菌深层发酵产甲壳素脱乙酰酶的初步研究

壳聚糖在医药、农业、食品等领域有广泛用途。甲壳素脱乙酰酶(CDA)是生物法生产壳聚糖的关键酶。本文首次报道层生镰刀菌深层发酵生产CDA,并研究了层生镰刀菌发酵产CDA的关键培养条件。通过单因素试验确定层生镰刀菌发酵产CDA的4个关键基质参数为:酵母膏(A)、乳糖(B)、硫酸亚铁(C)和甲壳素(D)。进一步采用Box-Behnken设计及响应面分析法对各参数及其交互作用进行了研究。结果显示,A、B、C 3因素及BD的交互作用对CDA得率的影响均为极显著水平(P0.01),得到预测CDA酶活的回归模型。经响应面最优分析,对应4因素的最佳水平为:酵母膏10.57g/L、乳糖10.63g/L、硫酸亚铁5.48g/L、甲壳素10.22/L。在该条件下,CDA酶活可达17.61/mL。     

层生镰孢菌产甲壳素脱乙酰酶发酵动力学

对层生镰孢菌产甲壳素脱乙酰酶的发酵动力学进行了研究。通过Logistic方程分别构建层生镰孢菌细胞生长、甲壳素脱乙酰酶（CDA）合成及糖基质消耗的非结构动力学模型,并利用1stOpt软件对该模型进行了模拟,采用Origin8.0软件得到了非线性曲线拟合图形及各模型参数。结果表明,各模型预测值与实验数据能较好地拟合,层生镰孢菌细胞的比生长速率在第15.52h达到峰值（μ_{m, x}）0.160h^-1;层生镰孢菌的底物比消耗速率在26.51h时达到峰值（μ_{m, s}）0.096h^-1;层生镰孢菌的甲壳素脱乙酰酶比合成速率19.40h达到峰值（μ_{m, p}）0.548U/(mL·h)。模型拟合和实验数据具有良好的适应性,基本上反映了层生镰孢菌发酵产酶过程的动力学特征,为今后的工业化规模生产提供理论依据。     

油葫芦的营养价值(英文)

本研究旨在确定油葫芦Gryllus testaceus Walker的主要营养成分和营养价值。研究发现油葫芦体内主要含有蛋白质、脂类和几丁质三类物质,它们的含量(干重比)分别是58.3％,10.3％和8.7％。其中必需氨基酸的含量除了半胱氨酸和蛋氨酸外,非常符合FAO／WHO所确定的人体对氨基酸需求标准。脂肪酸分析显示,不饱和脂肪酸的含量很高,仅油酸、亚油酸和亚麻酸的含量就占总脂肪含量的77.51％。油葫芦的甲壳素含量为8.7％,而且从该虫提取甲壳素／壳聚糖的品质在甲壳素色泽及残留灰分含量、壳聚糖粘度等方面比常规甲壳素原料虾蟹壳的好。因此,油葫芦可以作为很好的食品或饲料添加剂,或医药原料。     

发酵法生产壳聚糖的研究现状

综述了多种生产壳聚糖的发酵方法,甲壳素脱乙酰以及壳聚糖的提取方法,分析了壳聚糖的开发利用现状。     

从蝉壳制备壳聚糖

以蝉壳为原料制备甲壳素和壳聚糖,研究并提出了适合蝉壳的脱色条件,所得产物为白色片状,脱乙酰度大于９０％。