耐酸耐热α-淀粉酶高产菌株选育的初步研究

目的：从长期高温堆放的富含淀粉质的土壤里筛选高产α-淀粉酶的菌株并对及产酶条件和酶学性质进行研究。方法：采用平板筛选法获得目的菌株,用观察形态和基因组16S基因序列分析相结合的方法进行鉴定,通过单因素和正交实验确定最适产酶条件,并提取粗酶液研究酶反应条件。结果：得到高产α-淀粉酶的菌株Bacillussp.I15,最适产酶条件为：初始pH6.0,40℃培养时间36h。该酶最适反应温度为70℃,且具强耐热性,100℃下相对酶活性仍保持在78%以上;热稳定性高,且无Ca^2＋依赖性,100℃温育1h,酶活仍能保持66%;最适反应pH为7.0,且具有广谱耐酸性,在pH3.0～7.0之间相对酶活性均能保持在到67%以上。结论：Bacillussp.I15可高产耐热耐酸α-淀粉酶,具有良好的应用前景。     

酸性α-淀粉酶的分离纯化与酶学性质研究

纯化了枯草芽胞杆菌xm-1菌株酸性α-淀粉酶,并对其酶学性质进行了研究。通过硫酸铵沉淀和Sephadex G-75凝胶层析将酸性α-淀粉酶粗酶液纯化了32.5倍,活力回收率为10.0%。酶性质测定结果表明,该酸性α-淀粉酶分子量约为60kD,最适反应温度为45℃、最适作用pH5.0,该酶在pH3.4-6.0下稳定,高温耐受性差。Cu2+、Zn2+、EDTA对酶有不同程度的抑制作用,Ca2+和Mn2+对酶具有较强的激活作用。     

黑曲霉耐酸性α-淀粉酶基因真核表达载体的构建及酶学性质研究

以报道的黑曲霉耐酸性α-淀粉酶基因(ANasamy)为基础设计两条引物,通过PCR等分子生物学手段克隆了一段全长为1975 bp的ANasamy基因,构建了关于ANasamy的表达质粒pPTH-ANasamy,并在黑曲霉菌株中获得表达。分离、纯化重组耐酸性α-淀粉酶并对该酶的基本酶学性质进行研究,该酶蛋白质分子量约为70 kDa,在65℃及pH 4.5条件下催化活力最高,具有较高的热稳定性及低pH耐受性。Cu~(2+)和Fe~(3+)对该淀粉酶活力有较强的抑制作用。     

重组超耐热酸性α-淀粉酶的分离纯化及其性质研究

基因工程菌所产生的重组超耐热酸性α-淀粉酶,通过超滤浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳进行纯化,得到电泳纯的超耐热酸性α-淀粉酶,纯化倍数为11.7,活力回收率为29.8%。用SDSPAGE测得该酶的分子量为55kD,酶的等电点pI(室温)为5.0,以可溶性淀粉为底物的Km值为1.12gL,用硫酸酚法测得其含糖量为15.4%。该酶的最适反应温度为95℃,最适反应pH值为4.5。在pH4.0～7.0室温放置48h酶活没有变化,110℃保温1h残留60%活力。Cr3 、Fe2 、Cu2 抑制酶的活性,Ca2 对酶活无影响。EDTA和DTT对酶的活性无影响。     

产耐酸性α-淀粉酶菌株的分离、鉴定、酶学特性研究及发酵培养基的优化

从富含淀粉的土壤中筛选获得多株产耐酸性α-淀粉酶的菌株,将酶活最高的一株经16S rDNA鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),命名为Bacillus subtilis A-7,其所产的耐酸性α-淀粉酶最适温度和pH分别为60℃和4.5。通过单因素筛选及正交试验优化发酵培养基,得到最佳配方为可溶性淀粉2%,蛋白胨2%,CaCl20.07%,Na2HPO40.8%,在此条件下耐酸性α-淀粉酶活力达到221 U/mL,是未优化条件下的2.3倍。     

一株产耐酸性α-淀粉酶菌株的鉴定及其酶学性质研究

随着现代淀粉工业的发展,寻找耐酸性新型α-淀粉酶成为研究热点。实验室分离到一株高产耐酸性α-淀粉酶菌株AF1。通过形态学观察法、生理生化特征与16Sr DNA序列分析鉴定出AF1菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对其酶学性质进行初步研究发现,该酶最适作用温度为75℃,p H为5.0;在温度60℃以下,p H 5.0~7.0范围内酶活比较稳定;Cu2+对酶活有明显抑制作用,K+、Li+、Fe3+则对酶活有轻微抑制作用,Na+、Ca2+、Ba2+、Mg2+和EDTA则对酶活没有明显影响。可见,本研究中的α-淀粉酶是一种不依赖于Ca2+的耐酸性α-淀粉酶,在淀粉加工过程中,不仅不用加Ca2+以维持酶的活性,同时可以不用p H调节,实现在弱酸性条件下淀粉液化和糖化同步进行,从而精简工序,节约成本。     

产α-淀粉酶菌株的分离、鉴定及酶学性质研究

目的:筛选高产α-淀粉酶菌株,为工业生产α-淀粉酶提供储备菌株。方法:利用碘液显色法和摇瓶发酵法,从土壤中筛选产α-淀粉酶菌株;通过菌落形态、菌体特征观察和16S rDNA序列比对对菌种进行鉴定;发酵粗酶液经硫酸铵沉淀、透析脱盐后,对其酶学性质进行初步研究。结果:从土壤中筛选到一株高产α-淀粉酶菌株,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis XL-15。该菌株所产α-淀粉酶的最适反应温度为50℃,最适作用pH为6.5;Ca2 和Mn2 对酶有激活作用,而Cu2 、Zn2 和EDTA对酶有抑制作用;酶的动力学研究测出米氏常数Km值为1.726mg/mL。结论:该菌株是产α-淀粉酶的较好材料,且具有一定的应用前景。     

α-淀粉酶水解魔芋飞粉最佳条件优化的研究

本研究采用单因素和正交试验的方法对α-淀粉酶水解魔芋飞粉的酶用量、pH值、温度、[Ca2 ]和底物浓度等条件进行优化,结果表明当α-淀粉酶用量为4u/g淀粉、pH为6.0、温度为60℃、[Ca2 ]为0.01mol/L和底物浓度为8%时,水解度达20%,为最佳反应条件,研究为进一步利用α-淀粉酶水解魔芋飞粉生产燃料乙醇奠定了基础.     

超耐热酸性α-淀粉酶基因的克隆及其在酵母细胞中的表达

用PCR方法扩增来源于极端嗜热厌氧古菌Pyrococcus furiosus中的超耐热酸性α-淀粉酶的结构基因,将该结构基因引入载体pPIC9K中,将重组质粒pPIC9K-Amy转化大肠杆菌DH5α细胞,测序结果表明,克隆到的α-淀粉酶结构基因为1305bp,其编码的成熟肽为435个氨基酸。将正确构建的重组质粒转化毕赤酵母GS115细胞,得到酵母工程菌株。在酵母α-Factor及AOX1基因启动子和终止信号的调控下,超耐热酸性α-淀粉酶在甲醇酵母中大量表达并分泌到胞外,该酶的表达受甲醇的严格调控和诱导,随着诱导培养时间的增加,在培养基上清液中的单位体积酶活力相应上升,在诱导培养7d后酶活力达到最大值。该酶最适反应温度为90~100℃,最适反应pH值为4.5~5.5。该酶具有非常好的温度稳定性,在100℃条件下热处理5h,仍具有60%以上的酶活力。该酶的这些优点使其非常适于在工业生产上应用。     

木霉GXC产β-葡聚糖酶条件和酶学性质

研究了木霉GXC产β-葡聚糖酶的条件.结果表明,最适产酶碳源为麸皮,氮源为硫酸铵;产酶的最适条件为初始pH为4.0～5.0,30℃培养44h.粗酶液经硫酸铵沉淀、Sephadex G-25、Sephadex G-100和DEAE-Sehadex A-50柱层析得到纯β-葡聚糖酶,SDS-PAGE凝胶电泳显示一条带,测得分子量为35kD.该酶最适反应pH5.0,最适反应温度为60℃,在40℃以下、pH4.0～5.0酶活力相对稳定.5.0mmol/L以下的Ca2+、Zn2+和Fe2+,以及10.0mmol/L以下的Co2+对酶活力有激活作用;而Cu2+和Fe3+具有抑制作用.     

α-葡萄糖苷酶高产菌株HB-9-5的选育及产酶条件的优化

从土壤中筛选出一株高产α-葡萄糖苷酶的细菌HB-09-5,对其粗酶液进行研究发现,最适反应pH为6.0,最适反应温度为50℃,pH在4.0-7.0,温度在55℃以下保持酶活力相对稳定。通过对产酶条件进行优化,单因素试验表明,最佳碳源为可溶性淀粉,最佳氮源为牛肉膏,Mg2+和Ca2+对产酶有促进作用。优化发酵条件后,菌株HB-09-5产酶水平可达到20.95U/mL,比出发菌酶活提高了2.3倍。     

超耐热酸性α-淀粉酶基因在多型汉逊酵母中表达及与在毕赤酵母中表达的比较研究

利用毕赤酵母的质粒载体pPIC9K将极端耐热古菌Pyrococcusfuriosus的超耐热酸性α-淀粉酶(Amy)基因转化到多型汉逊酵母HP-6中,获得重组汉逊酵母。经过甲醇进行诱导,表达产物的酶活性检测和SDS-PAGE电泳,证明α-淀粉酶(Amy)在多型汉逊酵母中利用AOX1启动子和α-因子信号肽有效表达并分泌到胞外。该酶的最适反应温度为90～100℃,最适作用pH为4.0～5.0,较之重组毕赤酵母的最适作用pH还低0.5。此外与毕赤酵母的重组蛋白相比,重组汉逊酵母α-淀粉酶不仅菌株筛选简便、周期短,而且具有更容易筛选到高拷贝转化子以及适用于大规模工业发酵等优点。     

解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因的克隆、表达与酶学性质分析

以中温α-淀粉酶生产菌株Bacillus amyloliquefaciens M23基因组DNA为模板。PCR扩增得到了2．0kb α-淀粉酶基因全长序列。该基因由上游启动子220bp,结构基因1544bp和终止序列320bp构成。将无信号肽的α-淀粉酶结构基因amyQ,克隆入表达载体pET28a,转化E．coli BL21（DE3）,经诱导,测定α-淀粉酶活性。结果表明：α-淀粉酶基因amyQ获得了活性表达,酶活力为2．297U／mL,SDS-PAGE电泳结果显示出分子量约为58kDa特异性蛋白质条带。酶学性质分析表明,重组α-淀粉酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为6．5,在60℃保温15min保持85％以上活性,超过15min,酶迅速失活,在pH5．5～10．0环境下稳定。水解产物分析表明：淀粉水解终产物主要为麦芽寡糖和糊精和少量葡萄糖。     

一株产α-高温淀粉酶的地衣芽孢杆菌的分离和筛选

从西藏当雄温泉附近的土壤中用锥虫蓝平板,55℃培养,筛选到一株分泌高温淀粉酶的菌株,经生理生化初步鉴定后,克隆16s rDNA基因测序,提交GenBank比对后,鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheninformis),命名为B.licheninformis LT.通过对B.licheninformis LT的生长条件和产酶条件的研究表明:该菌高温特性良好,最高可以在65℃生长,产酶最适温度50℃;可以在pH 3.O～pH 11.0的LB培养基中生长,最佳产酶pH 10.0,LB培养基加入淀粉诱导,发酵液酶活可达80 U.对该菌所产α-高温淀粉酶的性质研究表明:酶的最适反应温度为95℃,100℃处理60 min发酵液酶活力没有明显下降,最适酶作用pH 10.0,添加1g/L的钙离子具有激活作用.     

一株嗜热地衣芽孢杆菌及其产高温淀粉酶的初步研究

从云南腾冲热海热泉中分离到23株产高温淀粉酶的菌株,选取酶活最高的一株菌株进行生长特征、16S rRNA基因测序及系统进化分析表明,该菌株为嗜热的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),并命名为B.1icheniformis Tamy6。该菌株生长范围为37～70℃,最适生长温度为55℃。对该菌所产高温淀粉酶的性质研究表明:该酶在70℃具有最高催化效率,在98℃保温30min,仍有45%的活力,其最适反应pH为5.0。通过Native-PAGE酶谱分析表明菌株Tamy6的粗酶液中含有一种类型的淀粉酶。通过TLC分析水解淀粉产物表明,其产物主要为葡萄糖、麦芽糖及3～5个葡萄糖基的寡糖,说明菌株Tamy6所产淀粉酶为高温α-淀粉酶。     

高温α-淀粉酶生产菌种选育的研究

以地衣芽孢杆菌B．198为出发株,经不同诱变剂反复诱变和自然选育,得到突变株A.404l,其产高温α-淀粉酶为出发株的100倍。在摇瓶培养条件下,酶活力达200u／ml．是一株无孢子并带有Rifr、Met-、Arg-标记的抗分解代谢阻遏突变株。初步纯化的A1041α-淀粉酶最适反应pH为5—7,晟适反应温度90—95℃,于90℃、60分钟处理不失活,表明突变株A．4041所产α-淀粉酶是高温淀粉酶,具有工业生产价值。     

高温α-淀粉酶基因突变体在大肠杆菌、毕赤酵母中的表达

对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)高温α-淀粉酶(amyE)基因进行改造获得的基因突变体(amyEM),通过PCR扩增,将此基因分别克隆至大肠杆菌表达载体pBV220和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,并分别转化大肠杆菌DH5α和毕赤酵母GS115感受态细胞,获得重组大肠杆菌和重组毕赤酵母。通过表达产物的酶活性检测和SDS-PAGE分析,证明突变α-淀粉酶(AmyEM)在大肠杆菌、毕赤酵母中获得有效表达。对重组大肠杆菌产生的α-淀粉酶的粗酶性质分析表明,此酶分子量约为55kDa。其最适反应温度为80℃~90℃,与野生型基因相比,其最适pH均为6.0,但不同的是突变体在pH 5.0~5.5时表现出较高的酶活力;在毕赤酵母细胞的表达产物可分泌至胞外。由于酵母可对蛋白进行糖基化,酶分子量增加到60kDa,最适pH也改变为5.5。此高温α-淀粉酶突变体所具有的在微酸性环境具有较高酶活力的性质,具有重要的潜在工业应用价值。     

短小芽孢杆菌289(pBX96)α-淀粉酶的性质

将巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)α-淀粉酶基因克篷到短小芽饱杆菌(Bacilluspumilus)中获得表达。将该工程菌发酵液的上清液,经硫酸铵分级盐析和DEAE-纤维素柱层析,得到纯化的α-淀粉酶。此酶的最适pH为6．0;在pH 5—8之间稳定;最适反应温度为55℃;金属离子Zn2+、Ab2+、Cu2+、Ag+对酶有明显的抑制作用;Ca2+、Na+,K+对酶略有激活作用：3 x 10-3mol／L对氯汞苯甲酸(PCMB)对酶有95％的抑制作用;其免疫性质与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)所产生的α-淀粉酶相同。     

米曲霉(Aspergillus oryzae)FSO179产α-淀粉酶固体发酵优化的研究

米曲霉(Aspergillus oryzae)FSO179产α-淀粉酶固体发酵优化结果表明:最佳有机碳源为玉米粉,最佳有机氮源为花生饼粉;培养基正交试验表明最佳培养基配方为:花生饼粉20%,玉米粉5%,无机盐为c组配方;初始发酵pH为7.4;最适的发酵温度为33℃;在以上最适条件下固体培养6d,发酵产酶水平可达1300.6u/g,优化结果比初始设计提高了42.9%。该酶酶学特性研究表明:该酶作用的最适温度为55℃;最适作用pH为4.0;Fe2 、Ba2 、Cu2 、Mn2 、Fe3 金属离子对酶具较强抑制作用,而Ca2 对酶具有一定激活作用。     

高温α-淀粉酶生产菌种选育的研究

以地衣芽孢杆菌B．198为出发株,经不同诱变剂反复诱变和自然选育,得到突变株A.404l,其产高温α-淀粉酶为出发株的100倍。在摇瓶培养条件下,酶活力达200u／ml．是一株无孢子并带有Rifr、Met-、Arg-标记的抗分解代谢阻遏突变株。初步纯化的A1041α-淀粉酶最适反应pH为5—7,晟适反应温度90—95℃,于90℃、60分钟处理不失活,表明突变株A．4041所产α-淀粉酶是高温淀粉酶,具有工业生产价值。