嗜酸真菌Bispora sp.MEY-1酸性糖苷水解酶的产酶优化及在动物饲料中的应用

嗜酸真菌Bisporasp.MEY-1可以分泌多种酸性糖苷水解酶。以不同的农业废弃物和副产品为碳源诱导该菌产酶以提高液体发酵效率并降低生产成本,结果表明0.5%的魔芋粉和9%的麦麸/玉米芯粉/豆粕混合物诱导效果最佳,木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、α-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖苷酶的产量分别为15、50、3.7、5.7、3.2、0.6、3.4、0.1、1.8U·ml-1。菌株MEY-1最适产酶pH为3,温度为30℃。与优良的商业糖苷水解酶生产菌株Trichoderma reesei RUT C30相比,菌株MEY-1分泌的糖苷水解酶偏酸,且在模拟胃肠道条件下保留了更多的木聚糖酶和葡聚糖酶活性,可降低大麦/豆粕饲料的黏度,在动物饲料工业中具有良好的应用前景。     

谷氨酸脱羧酶结构及催化机制的研究概述

谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)是一种磷酸吡哆醛(pyridoxal-5′-phosphate,PLP)依赖性酶,广泛存在于自然界的动植物和微生物中,在酸性环境下发生结构变化,不可逆地催化L-谷氨酸或谷氨酸盐α-脱羧生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)。γ-氨基丁酸在人体中作为一种抑制性神经递质,具有重要的生理功能,可以被广泛应用于食品和制药工业中。本文就谷氨酸脱羧酶结构及催化机制的研究进展进行概述。     

寡糖氧化酶研究进展

寡糖氧化酶（oligosaccharide oxidase）是一种新型氧化酶,属于辅助活性家族7（auxiliary activity family 7,AA7）。其可作用的底物范围较广,能够催化多种寡糖氧化成相应的醛酸,并在反应过程中产生过氧化氢。根据寡糖氧化酶的作用底物,可将已报道的寡糖氧化酶分为葡糖寡糖氧化酶（gluco-oligosaccharide oxidase,GOOX）、木寡糖氧化酶（xylo-oligosaccharide oxidase,XOOX）和壳寡糖氧化酶（chito-oligosaccharide oxidase,COOX）等。寡糖氧化酶用途广泛,可应用于食品、医药、饲料、生物燃料等多种领域。但目前国内外对寡糖氧化酶的研究较少。基于此,从基本酶学性质、分子结构、作用机理、酶分子改良及应用等方面对寡糖氧化酶进行了综述,以期为寡糖氧化酶的实际研究及应用提供参考。     

来源于嗜热真菌Talaromyces leycettanus JCM12802的类膨胀素基因鉴定及功能探究

挖掘新颖的类膨胀素基因,丰富类膨胀素基因资源,探究其功能,加深我们对类膨胀素及其作用机制的认识,促进其工业应用。通过RT-PCR的方法从嗜热真菌Talaromyces leycettanus JCM12802中克隆得到了一个1 196 bp的类膨胀素基因Tlexlx1,并与大多数真菌来源的膨胀素相比,Tl EXLX1缺少一个N端的CBM结构域。Tl EXLX1与来源于Penicilliopsis zonata的假定蛋白ASPZODRAFT_140583具有最高的序列相似性81%,与Penicillium digitatum Pd1来源的Expansin-like protein 1相似性为56%。同时构建野生型Tl EXLX1和含有Tl SWO1的N端CBM区的突变型CBM-Tl EXLX1重组质粒并在毕赤酵母中表达纯化,并对其基本性质进行分析。该基因含有1个内含子(83 bp),编码370个氨基酸和一个终止密码子。Tl EXLX1推导氨基酸序列包括一个22个氨基酸的N端信号肽序列,一个类GH45结构域和一个类膨胀素结构域。结果表明,重组蛋白Tl EXLX1和融合蛋白CBMTl EXLX1具有较高的葡聚糖酶活性(地衣多糖:7.2 U/mg和17.2 U/mg;大麦葡聚糖:4.4 U/mg和9.4 U/mg)和微弱的微晶纤维素水解活性。以地衣多糖为底物时,二者的最适作用温度和pH一致(60℃和6.0)。Tl EXLX1可以破坏微晶纤维素整齐光滑的表面结构,与商业纤维素酶有一定的协同效果。获得新型的类膨胀素蛋白,有一定的水解活性,在木质纤维素降解等工业中存在潜在的应用价值。     

蜂房哈夫尼菌植酸酶基因appA的克隆、表达及酶学性质研究

从蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）中克隆获得一个植酸酶编码基因appA, 该基因全长1335bp,编码444个氨基酸,其中前33个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的理论分子量为45.2kD。将基因appA 克隆到大肠杆菌E. coli表达载体pET-22b(+),并在大肠杆菌中表达, 表达产物具有植酸酶活性。对表达的酶蛋白进行纯化,并初步研究了该酶的酶学性质,结果表明：酶的作用最适pH值为4.5;在pH 2.0～10.0范围内, 酶活性保留80％以上;酶的作用最适温度为60℃;酶的比活性为356.7U/mg,酶动力学分析表明其K,/i>_m为0.49mmol/L,V_max为238U/mg;该酶对胰蛋白酶和胃蛋白酶有一定的抗性。该研究为哈夫尼菌属来源植酸酶的首次报道。     

嗜热β-甘露聚糖酶的研究进展

β-甘露聚糖酶在生物能源、饲料、食品和纺织等工业中均有着重要的应用前景。其属于半纤维素酶类,广泛存在于动植物和微生物中,微生物来源尤为广泛。随着极端微生物和极端酶的广泛研究,嗜热甘露聚糖酶因其在高温环境中具有较高酶活性和稳定性而倍受关注,并取得了较大的研究进展。本文综述了β-甘露聚糖酶的来源、分类和水解催化方式,以及嗜热甘露聚糖酶的优势和其在基因资源挖掘、重组表达以及分子改良方面的研究进展,展望了嗜热β-甘露聚糖酶未来可能的研究方向和发展前景。     

来源于耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的碱性木聚糖酶基因的克隆、表达及其性质研究

从造纸废水中分离得到的耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的DNA为模板,利用同源克隆和TAIL-PCR的方法,获得了一个碱性木聚糖酶基因xyl11-1。该基因DNA和cDNA分别为797 bp和678 bp。该基因的推测蛋白N-端有一个18个氨基酸的信号肽序列和一个含207个氨基酸的成熟蛋白。编码成熟蛋白的cDNA序列在毕赤酵母GS115中重组表达后,进一步纯化并进行酶学性质测定。重组XYL11-1的最适pH为6.5,在pH 4.5~9.0范围有50%以上的酶活;在pH 4.5~12.0范围具有良好的pH稳定性;最适温度为50℃;以燕麦木聚糖为底物,比活为2 618 U/mg;且对中性和碱性蛋白酶具有极好的抗性。该酶作用底物范围广,包括各种木聚糖、纤维素和葡聚糖,易于工业化发酵生产,具有在纸浆脱墨、动物饲料、鱼类饵料中的应用潜力。     

弗氏柠檬酸杆菌植酸酶的分离纯化及其酶学性质研究

从弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)中分离纯化了一种植酸酶并进行了酶学性质研究,其反应最适pH为4.0~4.5,最适温度为40℃,在37℃下以植酸钠为底物的Km值为0.85nmol/L,Vmax为0.53IU/(mg.min),具有较好的抗胰蛋白酶的能力。酶蛋白的分子量大小约为45kDa,成熟酶蛋白N端序列为QCAPEGYQLQQVLMM。     

嗜热子囊菌Thermoascus crustaceus JCM12803来源的低温α-淀粉酶功能验证及其适冷机制分析

【目的】挖掘新颖的低温α-淀粉酶基因资源,并对其适冷机制进行分析,可以加深我们对低温酶的认识并为酶分子改良提供科学依据。【方法】根据嗜热子囊菌(Thermoascus crustaceus) JCM12803全基因组序列信息,利用PCR的方法获得一个α-淀粉酶基因Tcamy,将其插入至表达载体pPIC9后,在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris) GS115中异源表达,测定其酶学性质。同时采用氨基酸序列分析和同源建模的方法获得其三维结构,分别从蛋白序列-结构-功能层面上研究其适冷机制。【结果】Tc Amy是一个典型的低温α-淀粉酶,最适温度35°C,在0°C下保持有27%的活性。序列和结构分析表明该酶N-糖基化修饰程度低,Arg和Pro含量低而Gly含量高且二硫键和离子键较少。【结论】本研究获得了一个低温α-淀粉酶,低N-糖基化以及特殊的氨基酸组成和蛋白分子内作用力是其适应低温的根本原因。     

Aspergillus fumigatus来源植酸酶的Q23L和Q23LG272E突变研究

Aspergillus fumigatus来源的植酸酶具有热稳定性好、pH作用范围广的优点, 但其比活性很低。设计的植酸酶Q23L突变能在pH4.5～7.0范围内大幅提高比活性,但pH稳定性却显著下降, 为了进一步改良Q23L的pH稳定性, 在Q23L分子上加入了G272E突变。将原酶、突变酶Q23L和突变酶Q23LG272E分别在毕赤酵母GS115中表达,表达酶经纯化后进行酶学性质比较分析,结果表明：突变酶Q23L的比活性比原酶显著提高, 在pH5.5比活性由51u/mg提高到109u/mg, 但其pH稳定性, 尤其是在pH3.0～4.0酸性条件下的稳定性却显著降低,低于80%。突变酶Q23LG272E在pH3.0～4.5和pH6.5～7.0时的稳定性比Q23L有所提高, 恢复到原酶的水平,而比活性基本维持在Q23L的水平。通过一级序列和三维结构比较,分析了可能影响Q23LG272E酶学性质的因素,为进一步研究植酸酶的结构与功能提供了材料。