棘孢曲霉固态发酵柚皮产柚苷酶的条件优化

【目的】以柚皮为原料,优化棘孢曲霉利用柑橘加工副产物固态发酵柚苷酶的条件。【方法】采用高效液相色谱法检测酶活力,通过单因素试验考察固水比、装样量、接种量、温度对柚苷酶发酵的影响,用正交试验优化发酵条件。【结果】单因素试验结果的显著性分析表明培养基的固水比、装样量和培养温度对柚苷酶产量有显著性影响,而接种量影响不显著;经正交试验确定的优化条件是：固水比1:1 (质量体积比),装样量5 g/250 mL三角瓶,温度为30 °C,接种1 mL孢子悬浮液,发酵8 d。在此优化条件下,柚苷酶酶活力为8.19 IU/g干物质,比初始培养基产柚苷酶活力提高7.38倍。【结论】通过对固水比、装样量和发酵温度进行优化,大幅度提高了棘孢曲霉固态发酵柑橘加工副产物的柚苷酶产量,为柚苷酶的生产提供了一种高产发酵工艺。     

一株产琼胶酶细菌的分离、鉴定及其琼胶酶基本性质

【目的】分离海洋来源的琼胶酶产生菌,对其进行分类鉴定,并研究其所产琼胶酶的基本酶学性质,为琼胶酶的应用研究及开发利用奠定基础。【方法】通过以琼脂为唯一碳源的选择培养基分离产琼胶酶的菌株;利用16S rRNA基因序列分析、表型和生理生化特征对菌株进行鉴定;通过DNS-还原糖法测定琼胶酶活性;利用显色底物法测定琼胶酶的类型;对菌株所产琼胶酶粗酶的酶学性质进行初步研究。【结果】分离到一株产琼胶酶的菌株NTa,16S rRNA基因序列分析显示该菌株属于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.);该菌株主要产胞外琼胶酶,可分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶;琼胶酶粗酶的最适反应温度和pH分别为40℃和7.0,并且琼胶酶在温度低于30℃,pH为7.0-9.0时稳定;Ca2+对琼胶酶粗酶具有促进作用,Ag+、Fe2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+和Fe3+均可不同程度地抑制酶的活性;EDTA对琼胶酶粗酶活性具有抑制作用;琼胶酶粗酶对检测的抑制剂、去垢剂及变性剂有较好的抗性。【结论】海洋细菌Stenotrophomonas sp.NTa是一种新型的产琼胶酶菌株,可同时分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶,具有潜在开发利用价值。     

利用DNS法快速分析及优化柚皮苷的酶解过程

【目的】建立采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法快速测定柚皮苷水解率的方法,并利用该方法对柚苷酶催化水解柚皮苷生成柚皮素的反应过程进行优化研究。【方法】利用棘孢曲霉JMUdb058发酵得到的柚苷酶催化水解柚皮苷,采用DNS法对柚皮苷酶解过程中还原糖的生成量进行分析,经过换算得到柚皮苷的水解率,并在此基础上通过单因素实验优化柚皮苷的酶解过程。【结果】在柚皮苷的水解过程中,还原糖的生成量与柚皮苷的水解量及柚皮素的生成量均呈现出良好的线性关系,因此可利用DNS法测定体系中还原糖的生成量,并通过换算得到柚皮素的生成量。利用该方法优化柚皮苷的酶解过程得到柚苷酶转化柚皮苷的最适温度为50°C、pH为5.0、酶用量为8 U/mL、底物浓度为0.2 g/100 mL。在此条件下,柚皮苷酶解150 min后可达到平衡,此时其水解率为85%。通过Lineweaver-Burk双倒数作图法测得Km为     

易错PCR法提高土芽孢杆菌ZH1羧酸酯酶的热稳定性

摘要:【目的】对土芽孢杆菌(Geobacillus sp.) ZH1的羧酸酯酶基因进行定向进化,筛选得到酶热稳定性提高的突变酶。【方法】利用易错PCR技术向羧酸酯酶基因中随机引入突变,建立酶基因突变文库,筛选获得热稳定性提高的突变体,并对突变酶进行诱导表达、纯化及部分酶学性质研究。【结果】通过筛选,获得羧酸酯酶热稳定性提高的突变菌株65。序列分析表明,突变酯酶65有2个氨基酸发生了改变,包括T113S和M160K。突变酶的三维结构模拟显示,突变T113S位于酶分子的第5个β-折叠上;突变M160K处在酶分子第5个和第6个α-螺旋之间的环结构上,位于酶分子表面,突变后的Lys160与邻近的Thr162形成一个额外氢键。在90 ℃下,突变酶65和亲本酶的半衰期分别为3.1 h 和1.9 h,表明筛选到的突变酶65比亲本酶的热稳定性好。【结论】基于易错PCR技术对Geobacillus sp．ZH1羧酸酯酶的热稳定性进行了定向进化,对改善酶的性质、扩大酯酶的应用范围,以及研究酯酶的结构与功能的关系具有重要意义。     

一株产卡拉胶酶细菌的分离鉴定及其酶学性质

【目的】从红树林土壤腐叶中分离出能够产生卡拉胶酶的菌株,对其进行鉴定,并研究其酶学性质。【方法】利用以卡拉胶为唯一碳源的培养基,分离出产卡拉胶酶的菌株;通过形态学观察、16S r DNA序列分析对其进行种属鉴定;对该菌株所产卡拉胶酶进行纯化并采用DNS测酶活的方法测定酶学性质。【结果】从红树林土壤腐叶中分离出1株高产κ-卡拉胶酶的菌株ASY5,经鉴定该菌株为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.ASY5)。纯化得到的κ-卡拉胶酶的分子量约为30 k Da;酶学性质试验表明,其最适反应温度和p H分别为60℃和7.5,在50℃以下酶的稳定性较好,在p H 7.0-9.0范围内酶活力较稳定,对κ-卡拉胶具有良好的底物特异性,以κ-卡拉胶为底物时Km值和Vmax值分别为2.28 mg/m L和147.06μmol/(min·mg),Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+等对酶活有显著的促进作用,而Ag+、Zn2+、Cd2+及SDS对酶活有强烈的抑制作用。【结论】分离到的细菌假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp.ASY5产生的κ-卡拉胶酶在较高的温度和碱性条件下均具有较高的酶活性,为利用卡拉胶水解酶产生卡拉寡糖的研究和应用奠定了基础。     

分子信标及其应用研究进展

分子信标作为一种核酸荧光探针,其最初的设计目的是用来检测核酸,特别是用作实时荧光PCR反应的探针。由于其特殊的发夹结构,决定的其具有多种的用途。不仅能在液相或固相对核酸进行定性、定量分析,还能用于多种DNA－蛋白质、DNA－DNA损伤试剂之间相互作用等的研究。     

基于优选遥感干旱指数的华北平原干旱时空变化特征分析

基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品和气象资料，对比分析了作物缺水指数(CWSI)、干旱严重度指数(DSI)、归一化植被供水指数(NVSWI)和温度植被干旱指数(TVDI)表征华北平原干旱状况的适用性，并基于优选后的指数研究了2000—2018年干旱的时空变化特征。结果表明：(1)CWSI在反映干旱的效果上明显优于另外三种干旱指数。(2)时间上，2000—2018年春季干旱最严重，其次是秋季和冬季，夏季干旱最轻，但春季干旱强度有所下降，速率为-0.03/10a,而其他三季均呈增加趋势，速率为(0.01—0.08)/10a。(3)空间上，华北平原东部和东南部发生轻旱频率高，西部和北部中旱及以上干旱频率较高。山东省西北部及河南省东部、安徽省北部等地春旱呈显著减弱趋势(P<0.05);夏季华北平原东南部干旱增加趋势显著(P<0.05),而北部减弱趋势显著(P<0.05);秋季华北平原西南一带干旱上升趋势较大；冬季西部、中部及南部干旱增加趋势显著(P<0.05)。