耐热木聚糖酶研究进展

β1,4内切木聚糖酶(EC.3218)能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖,因此是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶具有很大的工业应用潜力和价值,由于许多工业应用木聚糖酶的单元操作都是在高温下进行的,寻求耐热木聚糖酶作为催化剂是非常重要的。重点介绍了耐热木聚糖酶的特性、分泌表达和结构区域的研究进展。     

耐碱性木聚糖酶

造纸工业是我国国民经济中具有可持续发展特点的重要产业,也是我国重要的工业污染源之一.近年来,世界范围内的造纸工业都受到资源、环境和效益等多方面的约束,都力求寻找能够达到节能减耗、保护生态环境、提高生产效率和经济效益及产品质量的先进生产技术.木聚糖酶及其潜在的工业应用前景引起人们关注,低(无)纤维素酶活性的木聚糖酶尤其有着诱人的应用前景,它可以应用于生物制浆、纸浆漂白、废纸二次纤维回收、废纸脱墨处理、纸浆纤维改性剂和纺织工业等,特别是其在纸浆漂白工艺中的巨大应用潜力,已成为各界同行的研究热点.应用于生物漂白过程中的木聚糖酶必须满足没有或者只有少量纤维素酶伴随产生,具有良好的耐碱性及耐高温性,在纸浆中具有稳定的酶活性等条件.自然界中微生物产生的木聚糖降解酶系比较复杂,许多会伴随纤维素酶的产生,这些酶的性质相近,不易分离纯化.此外,除了一些生长在极端环境中的微生物如嗜热菌、嗜碱菌等分泌的木聚糖酶能够满足生物漂白的要求之外,大多数来源于真菌、细菌或放线菌的木聚糖酶都需要在应用过程中调节反应条件.以上这些限制条件严重阻碍了木聚糖酶规模化生产及应用工艺的建立.     

木聚糖酶基因克隆、表达与分泌及定点诱变研究进展

木聚糖酶专一性水解木聚糖分子中β14糖苷键,在制浆造纸、食品、纺织、饲料、能源工业中具有广阔的应用前景。随着各种新技术的发展与应用,木聚糖酶基因的研究取得了很大进展,不仅克隆了许多不同来源的木聚糖酶基因,研究了木聚糖酶基因在同源和异源寄主中的表达和分泌,而且还使用定点诱变技术探讨了木聚糖酶的结构与功能的关系并对酶的性质进行改造以满足工业生产的需要 。     

嗜酸青霉酸性木聚糖酶产生特性及部分酶学性质

从煤矿酸性废水中分离到一株产木聚糖酶青霉,通过酸性液体培养研究了菌体生长对pH的响应及木聚糖酶的产生特征,并测定了木聚糖酶的部分应用性质.结果表明:实验菌株嗜酸,菌丝生长最适pH为2.0,孢子萌发生长适宜pH为3.0～4.0;木聚糖诱导菌体在生长稳定期大量产生木聚糖酶,蛋白胨是菌体产酶的适宜氮源;菌株所产木聚糖酶属于酸性木聚糖酶,反应最适pH 3.5、最适温度50 ℃～55 ℃,pH 2.0时酶活达到最高活力的72%,在最适反应条件下保温60 min,残余酶活接近70%,适用于较强酸性的高温加工环境.     

造纸用木聚糖酶的基因工程研究进展

木聚糖酶用于造纸行业可以显著改善纸浆的性能,减少纸张处理过程中有害化学试剂的使用,从而减轻环境污染,提高纸张品质,因此在造纸工业中具有广阔的应用前景。本文从造纸用碱性木聚糖酶基因的克隆、分子改造、高效表达及在造纸行业的应用研究等方面出发,对造纸用碱性木聚糖酶的研究现状进行综述,为开发造纸用木聚糖酶提供了思路。     

嗜热和嗜碱木聚糖酶研究进展

木聚糖酶是降解半纤维素主要成分木聚糖的关键酶,广泛应用在食品、饲料、制浆造纸、生物脱胶等行业。特别是在造纸工业中,木聚糖酶显示出巨大的应用潜力,已成为国内外研究的热点。纸浆漂白工艺中需要酶在高温碱性条件下发挥作用。目前,主要通过筛选野生型木聚糖酶资源和对现有中性中温木聚糖酶分子改造的方法获得嗜热碱木聚糖酶。文中就嗜热嗜碱木聚糖酶的筛选、嗜热嗜碱机制研究及分子改造进展进行了综述,并对其前景进行了展望。     

中子与X-光衍射相结合解析木聚糖酶突变体N44D的晶体结构

木聚糖酶（Xylanase）是降解木质纤维素中半纤维素的特定酶,在酶法生产生物能源的过程中有重要应用. 木质纤维素在降解时需要用酸或碱预处理,而木聚糖酶反应的最适pH值为中性. 因此,获得在酸或碱性条件下酶活力仍然很高的木聚糖酶,是生物能源生产中的重要课题. 木聚糖酶活性中心的天冬酰胺突变为天冬氨酸（N44D）后,木聚糖酶的最适pH值从5.7下调到4.6,酶活提高20%. 本课题首次获得了分辨率为2.20A的木聚糖酶突变体N44D的晶体在291 K的中子衍射数据. 同时,本课题分别获得了分辨率为1.70A和1.07A的在291 K和100 K的X-光衍射晶体数据. 通过解析以上数据,本实验获得了木聚糖酶中几乎所有原子的空间位置. 以上结果将有助于在原子水平研究这种突变是如何影响酶反应最适pH值,并进一步为酶蛋白的改性提供了结构生物学的依据.     

嗜碱细菌Cellulomonas bogoriensis 69B4T木聚糖酶的表达纯化及性质研究

【目的】对嗜碱细菌Cellulomonas bogoriensis 69B4~T产碱性木聚糖酶进行研究,克隆来源于该菌株的木聚糖酶基因,并对其进行异源表达、纯化及酶学性质的表征,为后续研究碱性木聚糖酶的耐碱机制及应用奠定基础。【方法】采用单因素分析法对菌株产碱性木聚糖酶情况进行研究;通过基因组分析,锚定5个内切木聚糖酶基因,利用同源扩增的方法进行克隆,并在大肠杆菌中重组表达,利用亲和层析对重组酶进行纯化,以木聚糖为底物表征木聚糖酶的酶学性质。【结果】来源于C. bogoriensis 69B4~T的5种木聚糖酶Xyn370、Xyn393、Xyn425、Xyn466和Xyn486均在大肠杆菌内实现了异源表达,并经亲和层析获得纯酶组分,其最适反应温度分别为60、50、40、40、60°C,在50°C范围内保温2h,残余酶活均在90%以上;最适反应p H分别为7.0、8.0、8.0、8.0、9.0,在p H5.0–9.0时具有较好的稳定性;5种重组木聚糖酶对部分金属离子和高浓度盐表现出较好的耐受性,对榉木木聚糖的酶活性最高,均为内切型木聚糖酶。【结论】本研究表达纯化的5种重组木聚糖酶具有耐盐碱的优良特性,且对温度、某些金属离子和化学试剂耐受,为研究木聚糖酶的耐碱机制及工业应用提供了酶源。     

酸性木聚糖酶的研究进展

综述了酸性木聚糖酶的产生、纯化和性质、结构基础及应用。发酵底物和pH对酸性木聚糖酶的产生影响很大。酸性木聚糖酶在pH4．0以下是稳定的,在酿酒工业和饲料工业有潜在的广泛用途。     

碱性木聚糖酶研究进展*

木聚糖是一种在自然界中含量仅次于纤维素的丰富的可再生资源,木聚糖酶是一类可以将木聚糖水解成单糖和寡糖的酶,利用木聚糖酶将木聚糖分解后的产物被广泛应用于食品、造纸以及纺织等行业。木聚糖酶按其对酸碱环境的耐受能力分为碱性木聚糖酶、中性木聚糖酶和酸性木聚糖酶,其中碱性木聚糖酶适合应用于造纸工业中,尤其在造纸的制浆、促进漂白及废纸脱墨等多种工艺中,可以显著提高纸张质量,有效降低氯气排放量,从而减少对环境的污染。随着生物技术的进步,利用基因工程技术可以对碱性木聚糖酶进行分子改造,以提高其耐碱、耐热能力,扩大其在工业应用中的条件范围。介绍碱性木聚糖酶在分子改造方面的研究进展以及其在造纸漂白和制浆、废纸脱墨中的应用。     

耐碱和耐热木聚糖酶研究进展

木聚糖酶是一种重要的工业用酶,近年来由于它在制浆和造纸工业中的特殊用途而受到广泛关注。在制浆和造纸工业中需要耐碱和耐热的木聚糖酶。要得到这样的木聚糖酶有两种办法,一是从极端环境中筛选这样的高产木聚糖酶的微生物,其二是用先进的生物技术对现有的木聚糖酶进行遗传改造,以达到耐热和耐碱的目的。     

低温脂肪酶的研究现状与应用前景

低温脂肪酶在低温下仍保持高酶活,因此在应用中有着中温脂肪酶无法取代的优越性,而具有高活性的低温脂肪酶因其具有理论和应用上的双重意义成为了近年来的研究热点。本文从描述产低温脂肪酶的低温微生物特征入手,系统阐述了低温脂肪酶的来源、分类、特征、研究方法及最新进展,并简述了低温脂肪酶在食品、洗涤、制药以及低温环境修复等工业上的应用前景。     

临床试验进展: 适应性设计及透明性

临床试验中的适应性设计是根据累积信息来修正试验的一种设计方法,旨在使临床试验和临床开发计划效率更高,并为患者提供更加有效的治疗。此外,因信息隐匿造成试验失败和患者死亡,从而导致公众对医药行业的信任度下降,故关于公开临床数据的观点已开始朝着提升透明度方向调整。介绍3 类适应性设计方法的特点和应用,以及国外药政部门和制药企业对提高临床试验透明性的举措。     

人工湿地研究进展及应用

基于生态学原理的人工湿地污水处理胛技术已成为人们竞相研究开发的热点。介绍了人工湿地的分类,论述了污染物包括有机物、氮磷污染物、重金属的去除机理的研究进展,分析了湿地植物种类与根系量对污染物去除效果的影响,讨论了湿地结构以及工艺设计的研究情况。最后以人工湿地处理生活用水和工业用水为例综述了人工湿地目前在国内应用的状况。通过以上分析评述发现,人工湿地运行费用低,操作简单,是一种具有前景的污水处理技术,但在污染物去除机理和实践应用方面还需做更深入的研究。     

Extremozyme

Extremozymes for biotechnological applications Industrial biotechnology is a fast growing and proliferating field of research. Biocatalysis gradually replaces chemical processes and is widely used in textile or food industry or in the sustainable production of fine chemicals. Although currently most of the enzymes in industry are of mesophilic origin, the focus is changing towards more robust biocatalysts from extremophilic organisms. Research on extremophiles will progressively supply novel extremozymes for biotechnological applications. In particular (hyper‐)thermophiles, acidophiles or salt‐tolerant microorganisms are a rich source of industrial applicable and robust extremozymes with optimal activity under harsh conditions.     

Hepatic microsomal enzymes: Potential applications

In contrast to the enzymes presently used in industrial applications, only a few hepatic microsomal enzymes have been isolated and characterized sufficiently to consider potential applications. When compared to the enzymes used for example by the sugar industry, the microsomal enzymes are more unstable, more difficult to purify, exhibit very low reaction rates, and usually require expensive cofactors or cosubstrates. However, microsomal enzymes have some unique properties which lend themselves to applications in the areas of pharmacology, medicine, and identification of potentially carcinogenic or toxic metabolites of foreign compounds. This paper reviews briefly some of these applications.     

Comparison of expression,purification and characterization of a new pectate lyase from <Emphasis Type="Italic">Phytophthora capsici</Emphasis>using two different methods

Background  

Pectate lyases (PELs) play an important role in the infection process of plant pathogens and also have a commercial significance in industrial applications. Most of the PELs were expressed as soluble recombinant proteins, while a few recombinant proteins were insoluble. The production of a large-scale soluble recombinant PEL would allow not only a more detailed structural and functional characterization of this enzyme but also may have important applications in the food industry.     

Rapporteur report: Basics and technology and metrology and standards

The first and second sessions of the Workshop focussed on the basics of ultrasound and infrasound, their applications in both industry and medicine, and metrology and protection standards for ultrasound applications.     

海蛎壳生物质资源再利用的研究进展*

海蛎是一种营养和医药价值较高的咸水双壳类动物,在世界各地被广泛养殖。海蛎壳副产品是一种天然生物质资源,由95%的碳酸钙和5%的有机基质组成。海蛎壳的多尺度、多层次“砖-泥”独特结构,使其具有良好的机械稳定性、生物相容性、可降解性和优异的吸附特性。首先,介绍了海蛎壳生物质的理化性质和天然独特微纳米结构,总结了海蛎壳在农业、工业、生物医药领域的研究现状,详细阐述了其在污水治理、土壤改良、天然抗菌剂(食品工业和生物医药)、骨组织工程、医药原料、生物填料、工业催化剂及分散载体、建筑工业填料、功能化涂料等领域的研究现状。其次,概述了利用生物转化技术将海蛎壳转化为生物能源、新型生物质材料等方面的研究进展。最后,展望了海蛎壳生物质资源及其衍生物未来在工业、农业、医药领域的潜在应用。     

基因工程在食品工业中的应用

阐述了基因工程的技术溯源,论述了基因工程在食品工业方面的应用,提出与生产实践相结合的实例;详细介绍了基因工程食品的由来,展望了基因工程技术在食品工业领域中的美好发展前景.