刺孢小克银汉霉菌体氨基酰化酶的性质研究

首次选育出有较高氨基酰化酶活性的菌株刺孢小克银汉霉（Cunninghamella echinulata）9980,并进行液体培养,比较了3种不同培养基中菌体细胞氨基酰化酶活性,考察了几种因素对菌体细胞酶活的影响。结果表明：蛋白胨培养基中菌体细胞酶活最高,达680u／g。菌体细胞酶活最适温度55％,最适pH7．0,最佳底物浓度为0．2mol／L,缓冲液中的无机离子对酶活有抑制作用,10^-3-10^-4mol／L的Co^2＋对酶活有激活作用。     

刺孢小克银汉霉氨基酰化酶拆分DL-丙氨酸的研究

选育了刺孢小克银汉霉(Cunninghamellaechinulata)9980菌株,并对其进行液体培养,比较了3种不同培养基中菌体细胞氨基酰化酶活性,考察了几种因素对菌体细胞拆分反应的影响,并对DL-丙氨酸进行了光学拆分。结果表明:蛋白胨培养基菌体细胞酶活最高,达680u/g。菌体细胞拆分反应最适温度55℃,最适pH7.0,最佳底物浓度为0.2mol·L-1,缓冲体系中的无机离子对拆分反应有抑制作用,10-3～10-4mol·L-1的Co2+对拆分反应有激活作用。用菌体细胞对DL-丙氨酸拆分反应中,D-丙氨酸得率平均达87.1%。     

人工神经网络在米曲霉菌体固定化研究中的应用

在液体培养基中,将米曲霉3042菌体培养成直径为1～2mm、菌壁上含较高氨基酰化酶浓度的菌丝球,以甲醛为交联剂,明胶为酶活性保护剂对米曲霉菌丝球进行固定化研究。在正交实验L₁₆(4⁵)的基础上,选用结构为410-15-1的BP(Back propagation)人工神经网络,对固定化工艺条件进行优化和预测,得到了优化的固定化条件。实验测定在此条件下制备的固定化米曲霉菌体比酶活为1500u,比酶活保留率达到83%,说明人工神经网络可以用于米曲霉菌体固定化工艺条件的优化。     

极端嗜热菌Thermus thermophilus HB8中天冬氨酸转氨酶在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质研究

为获得具有热稳定性的天冬氨酸转氨酶,从极端嗜热细菌Thermus thermophilus HB8中克隆得到天冬氨酸转氨酶基因aspC,并在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosetta(DE3)中进行表达,发现在Rosetta(DE3)中具有较高的表达量。重组酶的最适反应pH是7.0,37 ℃下在pH8～10的缓冲液中保温1 h酶活几乎不改变。重组酶反应的最适温度为75 ℃,酶活稳定的温度范围为25～55℃。重组酶在65℃时半衰期为3.5h,75℃时为2.5h。重组酶的K_m^KG为7.559mmol/L,V_max^KG为0.086mmol/(L·min),K_m^Asp为2.031mmol/L,V_max^Asp为0.024mmol/(L·min)。Ca²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等金属离子对酶活性有微弱抑制作用。     

极端嗜热菌Thermus thermophilus HB8中天冬氨酸转氨酶在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质研究

为获得具有热稳定性的天冬氨酸转氨酶,从极端嗜热细菌Thermus thermophilus HB8中克隆得到天冬氨酸转氨酶基因aspC,并在大肠杆菌BL21(DE3)和Rosetta(DE3)中进行表达,发现在Rosetta(DE3)中具有较高的表达量。重组酶的最适反应pH是7.0,37 ℃下在pH8～10的缓冲液中保温1 h酶活几乎不改变。重组酶反应的最适温度为75 ℃,酶活稳定的温度范围为25～55℃。重组酶在65℃时半衰期为3.5h,75℃时为2.5h。重组酶的K_m^KG为7.559mmol/L,V_max^KG为0.086mmol/(L·min),K_m^Asp为2.031mmol/L,V_max^Asp为0.024mmol/(L·min)。Ca²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等金属离子对酶活性有微弱抑制作用。     

植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶催化pH范围的理性改造及高效转化生产g-氨基丁酸

γ-氨基丁酸可由谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)催化谷氨酸一步合成,反应体系成分简单、环境友好。然而,绝大多数GAD酶催化pH偏酸性且反应范围狭小,需要加入无机盐维持最适催化环境,增加了生产附加成分。此外,随着产物γ-氨基丁酸的生成,溶液pH会逐渐上升,不利于GAD酶的持续转化。本研究首先从实验室保藏的一株高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中克隆得到谷氨酸脱羧酶LpGAD,基于酶蛋白表面电荷修饰,选择9个位点进行定点突变及组合突变,酶学性质表征结果显示三突变体LpGAD^{S24R/D88R/Y309K}在催化pH区间内酶活力整体提高,尤其拓宽了在偏中性pH 6.0下的酶活,为野生酶的1.68倍。接下来,通过分子动力学模拟解析了酶活提高的机理。此外,将Lpgad与Lpgad^{S24R/D88R/Y309K}突变基因分别在谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) E01中过表达,通过优化确定了摇瓶最适转化条件为反应温度40 ℃,菌体量OD₆₀₀=20,底物L-谷氨酸100.0 g/L,5-磷酸吡哆醛添加量为100 μmol/L。5 L发酵罐中,不调节pH,通过分批投料底物L-谷氨酸,γ-氨基丁酸产量高达402.8 g/L,较对照菌株提高了1.63倍。本研究成功拓宽了LpGAD的pH催化范围及酶活,提高了γ氨基丁酸的转化效率,为实现其规模化工业生产奠定了基础。     

紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q10的影响

研究了β-紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q₁₀的影响。研究发现,β-紫罗酮能促进菌体积累辅酶Q₁₀,当培养基中β-紫罗酮的添加量为0.208×10^-3mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了28.3%;少量麦角固醇能促进菌体产辅酶Q₁₀,当麦角固醇的添加量为0.15×10^-4mol/L时,菌体中CoQ₁₀的含量提高了31.8%,而增加麦角固醇的添加     

栓菌漆酶在毕赤酵母中高效表达及重组酶的性质

栓菌420（Trametes sp. 420）漆酶基因lacD以两种方式在巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）进行异源表达,产生两种重组漆酶：rLacDx（具有天然N-末端）和rLacDe（N-末端带有8个额外的氨基酸残基）。摇瓶发酵18d,rLacDx和rLacDe的产量分别为1.21×10⁵u/L、7.38×10⁴u/L ［以2,2′-连氮-3-乙苯-二噻唑-6磺酸（ABTS）为底物］。在高密度发酵条件下,rLacDx的产量增加到2.39×10⁵u/L,同时其生产周期降至7.5 d。两种重组酶对愈创木酚底物的氧化特性相似,且在50℃和pH3～10的范围内均稳定。然而,rLacDx对底物ABTS的比活力（1761u/mg）高于rLacDe （1122u/mg）,其表观K_m值(427μmol/L)低于rLacDe (604μmol/L)。     

粗毛栓菌诱变菌株SAH-12漆酶的分离纯化及酶学性质研究

粗毛栓菌Trametes gallica诱变菌株SAH-12是通过紫外诱变选育所得的漆酶高产菌株,Active-PAGE分析表明SAH-12在高氮低碳无机盐培养液（LM3）中至少分泌3种漆酶同工酶（Lac1、Lac2、Lac3）。采用硫酸铵盐析、透析和Sephadex-G75分子筛层析从其培养液中分离纯化得到电泳纯的Lac1,纯化倍数6.54,酶活性回收59.7%。Lac1经SDS-PAGE验证为一条带,其表观分子量为61.5kDa。Lac1为一种糖蛋白,含糖量11.6%,等电点pI 4.40,催化氧化底物ABTS的最适反应温度为60℃,最适pH为2.6,Km值为25μmol/L。Lac1在40℃（pH4.0）以下和pH1.5～5.0（28℃）范围内稳定。金属离子Fe²⁺、Ag⁺、Hg²⁺和Cr³⁺与抑制剂DTT、SDS、EDTA和DMSO对Lac1有抑制作用,其中Fe²⁺和DTT完全抑制酶活,而Cu²⁺对酶有明显激活作用,Mn²⁺、Zn²⁺对酶活影响不大。Lac1不仅可使一些合成染料明显脱色,而且对苹果汁多酚祛除也有较好效果。40℃用该酶（1U/mL）处理苹果汁5h,其多酚含量可降低40%。     

粗毛栓菌诱变菌株SAH-12漆酶的分离纯化及酶学性质研究

粗毛栓菌Trametes gallica诱变菌株SAH-12是通过紫外诱变选育所得的漆酶高产菌株,Active-PAGE分析表明SAH-12在高氮低碳无机盐培养液（LM3）中至少分泌3种漆酶同工酶（Lac1、Lac2、Lac3）。采用硫酸铵盐析、透析和Sephadex-G75分子筛层析从其培养液中分离纯化得到电泳纯的Lac1,纯化倍数6.54,酶活性回收59.7%。Lac1经SDS-PAGE验证为一条带,其表观分子量为61.5kDa。Lac1为一种糖蛋白,含糖量11.6%,等电点pI 4.40,催化氧化底物ABTS的最适反应温度为60℃,最适pH为2.6,Km值为25μmol/L。Lac1在40℃（pH4.0）以下和pH1.5～5.0（28℃）范围内稳定。金属离子Fe²⁺、Ag⁺、Hg²⁺和Cr³⁺与抑制剂DTT、SDS、EDTA和DMSO对Lac1有抑制作用,其中Fe²⁺和DTT完全抑制酶活,而Cu²⁺对酶有明显激活作用,Mn²⁺、Zn²⁺对酶活影响不大。Lac1不仅可使一些合成染料明显脱色,而且对苹果汁多酚祛除也有较好效果。40℃用该酶（1U/mL）处理苹果汁5h,其多酚含量可降低40%。     

谷氨酸棒状杆菌尿素传感器的研究

基于腺酶催化尿素分解产生氨,以氨气敏电极为基础电极,用含脲酶丰富的谷氨酸棒状杆菌研制成测定尿素的微生物传感器.在30℃、pH8.0、0.1mol/L磷酸盐缓冲液中,该传感器的线性范围为1.1×10^-4～1.4×10^-2mol/L,斜率为51.2mV/decade,检测下限为1.0×10^-5mol/L,寿命可达45d.考察了传感器响应初速和底物浓度之间的关系,测定了微生物膜中脲酶的表观米氏常数K_m及最大响应初速v_m.     

葡萄糖氧化酶产生菌Z—l—C的分批发酵与恒化培养

本文对葡萄糖氧化酶产生菌z—I—c的分批发酵与恒化培养进行了研究。实验发现,在以葡萄糖为生长限制性基质的恒化培养中,该产生菌的维持系数为O．04 g葡萄糖／g菌体．H,生长得率系数Y^max_G=O．714 g菌体／g葡萄糖,最大比生长速率μmax=O．385h^-1,饱和常数Ks=4．76g/L,理论最适稀释度Dm=0．260h^-1,最大酶比活(E／x)max为2．16×10³μ／mg,其值较分批发酵的最大酶比活(1．5l×10³μ／mg)提高43％。当向恒化培养的补料培养基中添加0．02％的α-甲基-D-葡萄糖时,由于该葡萄糖结构类似物的诱导作用,可使(E／x)max达3．11×10³μ／mg,较分批发酵之值提高106％。     

鸭血清胆碱酯酶的纯化及性质研究

首次采用新技术双水相萃取方法作为鸭血清胆碱酯酶(EC.3.1.1.8 CHE) 纯化的第一步,后经 DEAE-Sephadex A50,sephadex G200 柱层析,获得电泳纯鸭血清胆碱酯酶,提纯倍数1018倍,酶活力回收43.4%,比活274.9U/mg。鸭血清胆碱酯酶性质研究表明:此酶是糖蛋白和酸性蛋白水解酶,等电点 4.2 左右,最适 pH7.5 左右;对底物碘化硫代丁酰胆碱的 K_m=9.8×10^-5mol/L;SDS-PAGE 电泳和聚丙烯酰胺梯度电泳表明,鸭血清胆碱酯酶以相同亚基组成的不同聚合体形式存在,亚基分子量 78000,具有完整的酶活性.不同聚合体带电状态相同.     

用Blue Sepharose CL-6B快速纯化天花粉蛋白

差光谱显示染料cibacron blue F3GA与天花粉蛋白(TCS)有特异性结合,复合物在可见光部分的最大吸收波长在690 nm,摩尔消光系数ε=2.6×10^-3(mol/L)^-1·cm^-1,解离常数K_d=1.8 μmol/L,0.5 mol/L NaCl可使复合物解离.根据这一特点,用Blue-Sepharose CL-6B凝胶从栝篓块茎中亲和纯化了TCS.此法快速、简便、高效,易于大量制备.     

壳聚糖固定化半纤维素酶的研究

从青霉菌m8提取出半纤维素酶,将其固定在用戊二醛交联的壳聚糖载体上.0.5 g壳聚糖与4%的戊二醛结合固定2.5 mg蛋白质,酶活回收率为45.6%. 原酶的最适pH为4.6,固定化酶为pH 3.6.原酶的最适温度为55℃,固定化酶在60～75℃都具有较高活性.固定化酶的耐热性优于原酶. 以半纤维素为底物,固定化酶的表观K_m值略低于原酶,前者为5.0×10^－2 g/L,后者为3.58×10^－2 g/L.     

牛小脑肌醇磷脂激酶PI(4)K高产率纯化与特征

对牛小脑膜区肌醇磷脂激酶进行了11 500倍纯化,过程包括：TritonX-100抽提,硫酸铵沉淀,阳离子交换层析(phosphocellulose),亲和层析(Heparin Sepharose CL-6B)和阴离子交换层析(DEAE10,FPLC)等.纯化程度可达95％以上,对SDS-PAGE电泳结果进行扫描分析测其分子质量为56 ku.纯化的肌醇磷脂激酶的特异活性为450 nmol/mg·min, 动力学性质表现为ATP的表观K_m值为7.9×10^-7 mol/L,PI的表观K_m值为6.6×10^-7 mol/L. 腺嘌呤核苷是该酶的有效抑制剂,3.5×10^-7 mol/L腺嘌呤核苷可使该酶活力降低约50％,而TritonX-100对该酶活力具有刺激作用,0.5% TritonX-100可使该酶表现为最高活力.     

固定化尖镰孢菌细胞的某些酶学特性

尖镰孢菌(Fusariun oxysporum)33—11是一株青霉素V酰化酶的高产菌株。用二醋酸纤维素固定的该菌细胞裂解青霉素V最适的Ph范围为7．4至7.6;最适的反应温度为45℃至48℃;其酶活性受8-羟基喹啉和EDTA的可逆抑制,Mg²⁺、Zn^2-和Mn^2-离子则有激活作用。采用问歇式搅拌裂解青霉素V,测得0．6rnm颗粒度固定化细胞的表观km值为11．7mmol／L。裂解青霉素V的反应活化能为33kJ／mol;底物抑制常数Ks为1950mmol/L;苯氧乙酸和6-APA的抑制常数分别为220mmol／L和270mm0I／L,在裂解反应中．前者是竞争性抑制剂,后者是非竞争性抑制剂。     

高含量赖氨酸酵母的选育和培养条件的研究

本文报道一株能积累赖氨酸的酿酒酵母S1为原始菌株,经10^-3mol/L的s-(β-氨基乙基)L-半胱氨酸(SAEC)处理,选得SAEC抗性突变株。再经二次紫外诱变,选得7株SAEC~r突变株,其中3株具有较高积累赖氨酸能力,并对其培养条件进行了研究。突变株MSU1的游离赖氨酸含量为菌体干重的7.83%,而突变株MSU5平均赖氧酸含量可达8.91%。     

黑曲霉β-葡萄糖苷酶An-bgl3的重组表达及东莨菪苷的转化

东莨菪素是一种香豆素类化合物,有消肿抗炎、镇痛、抗菌、杀螨等生物活性。从植物中提取东莨菪素由于东莨菪苷及其他成分的干扰常导致提取率低、纯化困难。本研究对黑曲霉(Aspergillus niger)来源的β-葡萄糖苷酶基因An-bgl3进行异源表达、纯化及表征,分析了该酶与东莨菪苷的构效关系,并研究其对植物粗提物中东莨菪苷的转化作用。结果表明,纯化后β-葡萄糖苷酶An-bgl3的比活力为15.22 IU/mg;表观分子量约为120 kDa;最适反应温度和pH分别为55℃和4.0。10 mmol/L的金属离子Fe²⁺和Mn²⁺可使该酶活力活分别提高1.74倍和1.20倍;10 mmol/L的Tween-20、Tween-80和Triton X-100对于该酶的抑制效果均为30%;能够耐受10%浓度的甲醇和乙醇溶剂。东莨菪苷与An-bgl3具有较好的亲和作用。该酶处理丁公藤(Erycibe obtusifolia Benth)粗提物,能够专一性地将东莨菪苷水解为东莨菪素,使东莨菪素含量增加47.8%。本研究表明黑曲霉β-葡萄糖苷酶An-bgl3对东莨菪苷具有专一性,且酶学性质良好。该研究为使用β-葡萄糖苷酶资源从植物材料中提取东莨菪素提供了参考。     

油菜素内酯浸种对盐胁迫番茄种子萌发的影响及其生理机制

为揭示油菜素甾醇类化合物提高作物耐盐的效应和机理,研究了10^-11、10^-10、10^-9、10^-8、10^-7、10^-6、10^-5 mol/L 2,4-表油菜素内酯（EBL）浸种处理对0、50、100、150、175 mmol/L NaCl胁迫7 d的番茄种子萌发、生长、溶质积累、抗氧化代谢的影响。结果显示：NaCl浓度越高的盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可体现出越显著的促进番茄种子萌发的效应;在所有处理下,EBL浸种浓度过高,即10^-6、10^-5 mol/L EBL,均表现出对种子萌发的抑制效应。盐胁迫下种子萌发后,一定浓度的EBL浸种可表现出明显的增加种子胚根和下胚轴长,提高萌发种子鲜重和种子活力指数,其中10^-9 mol/L EBL浸种处理促进效果最适;EBL浸种浓度过高,则表现出抑制效应。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种均可降低萌发种子体内的O₂^·-、H₂O₂、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量;盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可显著提高萌发种子可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）的含量。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL处理可不同程度促进番茄种苗超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的上升。综上所述,盐胁迫下,一定浓度范围内的EBL浸种可明显促进番茄种子萌发或成苗,其中以10^-9 mol/L EBL浸种的效果最好,主要是因为EBL施用可积极促进番茄种子萌发中物质转化,SS和SP等溶质积累增多,增强其渗透调节能力;同时SOD和POD酶活增强,缓解盐胁迫导致番茄种子萌发中的次生氧化胁迫。