基于双酶偶联法合成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸的研究

尿苷二磷酸（uridine diphosphate,UDP）-葡萄糖醛酸是细胞内重要的糖基供体,参与多种代谢途径,也是体外进行糖基化反应的重要糖基供体,但其价格昂贵、工艺复杂,限制了其大量使用,无法满足生产需求。基于此,利用双酶偶联法氧化UDP-葡萄糖生成UDP-葡萄糖醛酸,并研究反应产物的合成情况。以UDP-葡萄糖为底物、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+）为辅因子,利用化脓性链球菌Streptococcus pyogenes源的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶（UDP-glucose dehydrogenase,UGD）、猪源的乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）,双酶偶联催化合成UDP-葡萄糖醛酸,并通过高效液相色谱、质谱及核磁共振氢谱对反应产物进行检测,确定产物的结构及产物的生成量。结果表明,利用双酶偶联法氧化UDP-葡萄糖所得到的产物为UDP-葡萄糖醛酸。在UGD的作用下,氧化UDP-葡萄糖生成UDP-葡萄糖醛酸,同时辅因子NAD+在LDH的作用下实现循环再生,减少高能产物辅酶还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（reduced nicotinamide adenine dinucleotide,NADH）对反应的反馈抑制作用,产物的生成率约为60.17%。研究提高了产物UDP-葡萄糖醛酸产物生成量,为后续工业化制备提供了新思路。     

灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

【背景】灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP)是一种具有多种生物活性的大分子物质,已有研究者通过发酵调控优化或菌种改良使灵芝多糖产量得到一定的提高。但由于灵芝多糖糖供体合成途径并未完全明晰,其中关键酶特性解析也不完善,使得灵芝多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈。【目的】通过异源表达大量制备灵芝中含量较少的磷酸葡萄糖变位酶(Phosphoglucomutase,PGM)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucosepyrophosphorylase,UGPG)和磷酸甘露糖异构酶(Phosphomannose isomerase,PMI),并分别探究和比较其酶学性质,深入了解灵芝多糖的糖供体合成途径中关键酶的特性信息,为灵芝多糖合成发酵策略的高效制定提供依据。【方法】以灵芝菌株CGMCC5.26的c DNA为模板,克隆得到关键酶基因gl-pgm、gl-ugpg和gl-pmi,分别在E. coli BL21(DE3)中诱导表达,产物通过Co-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】纯化酶GLpgm、GLugpg和GLpmi均在E. coli中实现大量表达。GLpgm的最适反应pH为8.5,GLugpg和GLpmi的最适pH同为7.5;GLpgm、GLugpg和GLpmi最适反应温度依次为35、40和30°C;1mmol/L的Ag+和Cu2+对3种酶均具有强烈抑制作用,Mn2+、Mg2+对GLpgm和GLpmi均有激活作用,其中Mn2+对GLpgm的激活作用高达2.7倍。GLpgm、GLugpg和GLpmi的kcat/Km值分别为196.08、818.60和1 105.22 mmol/(L·s)。【结论】在最适反应pH、温度及金属离子作用方面,GLpgm、GLugpg和GLpmi与植物及真菌来源的这3种酶较为相似,对底物的催化效率相对其他来源的酶高,为基于灵芝多糖合成途径的调控提供了更完善的信息。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉 (AspergillusnigerLORRE 0 12 )的孢子中富含纤维二糖酶 ,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后 ,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定 ,半衰期为 38d ,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加 ,其Km 和Vmax值分别为 6 .0 1mmol L和 7.0 6mmol (min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10g L的纤维二糖 ,连续 10批的酶解得率均可保持在 97%以上 ;采用连续酶解工艺 ,当稀释率为 0 .4h- 1 ,酶解得率可达 98.5 %。玉米芯经稀酸预处理后 ,其纤维残渣用里氏木霉 (Trichodermareesei)纤维素酶降解 ,酶解得率为6 9.5 % ;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用 ,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除 ,酶解得率提高到 84.2 % ,还原糖中葡萄糖的比例由 5 3 .6 %升至 89.5 % ,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

固定化纤维二糖酶的研究

黑曲霉（Aspergillus niger LORRE 012）的孢子中富含纤维二糖酶,将这些孢子用海藻酸钙凝胶包埋后,可以方便有效地固定纤维二糖酶。固定化后的纤维二糖酶性能稳定,半衰期为38 d,耐热性和适宜的pH范围均比固定化前有所增加,其K_m和V_max值分别为6.01 mmol/L和7.06 mmol/(min·L)。利用固定化纤维二糖酶重复分批酶解10 g/L的纤维二糖,连续10批的酶解得率均可保持在97%以上;采用连续酶解工艺,当稀释率为0.4 h^-1,酶解得率可达98.5%。玉米芯经稀酸预处理后,其纤维残渣用里氏木霉（Trichoderma reesei）纤维素酶降解,酶解得率为69.5%;通过固定化纤维二糖酶的进一步作用,上述水解液中因纤维二糖积累所造成的反馈抑制作用得以消除,酶解得率提高到84.2%,还原糖中葡萄糖的比例由53.6%升至89.5%,该研究结果在纤维原料酶水解工艺中具有良好的应用前景。     

生物法合成尿苷二磷酸葡萄糖的研究进展

尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)是一种重要的糖类物质合成前体.生物法合成具有低成本、无污染和高立体选择性等传统化学法不具备的优势.利用纯酶催化的生物法以基于Leloir途径改进的一锅法、蔗糖合酶催化的两步法以及糖合成反应可逆催化等产UDPG,实现了UDPG的高产.全细胞催化法利用稳定的胞内酶系产UDPG,胞内生成的UDPG作为底物直接参与产物的催化合成,可行性高且成本更低.综述了酶法和全细胞催化法合成UDPG这两种最主要生物法的研究进展.     

包埋法固定化真菌漆酶及其应用研究

采用海藻酸钠包埋法固定真菌漆酶,海藻酸钠和CaCl2的最佳浓度分别为3%和4%,最佳给酶量为30U,最大回收率为48.0%.与游离漆酶相比,固定化漆酶的热稳定性有明显改善,最适反应pH向酸性方向漂移0.5,最适反应温度提高了5℃.使用固定化酶处理低浓度造纸废水,运行8批次后残留酶活为64%.     

戊二醛交联法制备固定化酶的改进研究

本文对以交联聚丙烯酰胺为载体的戊二醛交联法制备固定化酶进行了两点改进t (1)将戊二醛进行醛基保护,避免发生交联反应; (2)将载体的酰胺基经酰肼化反应,使其转化成较活泼的酰肼基。然后将含有活泼酰肼基的载体用保护了醛基的戌二醛进行载体,活化反应,再偶联脲酶、L－门冬酰胺酶,可缩短反应时间、提高偶联酶量及酶活性。     

固定化青霉素酰化酶的研究

将巨大芽孢杆菌胞外青霉素酰化酶通过共价键连接到醋酸纤维素载体上,制成的固定化青霉素酰化酶的表观活力达2000 u／g左右(PDAB法)。水解lO％(w／v)的青霉素G钾盐落液,使用30批,保留活力70％以上。6-氨基青毒烷酸(6-APA)总收率平均达88．37％。固定化青霉素酰化酶水解青霉素G的最适pH为9．95,最适温度为55℃,表观米氏常数为1.093×10-2mol／L,在pH 5．8-10．7,温度45℃以下酶的活力稳定。     

固定化细胞和酶生产L-苹果酸的新进展

本文简要地介绍了近年来用固定化细胞和固定化酶连续化生产L-苹果酸的新技术,提取产品的新工艺,L-苹果酸的性质以及它的用途等。     

再生丝素固定的酶标免疫传感器的研究

所研究的酶标免疫传感器是采用再生丝素将待测抗原 (兔IgG)固定在石墨电极表面 ,选用抗体 (山羊抗兔IgG HRP)与其识别结合。利用H₂O₂ 将抗原抗体结合的电位响应信号放大采用直接电位法检测IgG的浓度。该传感器测定IgG的最低浓度可达 1.2×10^-10 mol/L ,标准曲线的线形范围在4.1×10^-7～1.2×10^-10 mol/L ,回归方程为: E=-1049+721g[IgG],响应时间为 15s。通过电泳的方法加速抗原抗体的识别结合 ,反应时间由原来的 90min缩短到 3 0min。这种以固定化抗原结合酶标抗体量的多少作为检测抗原标准的新型酶标免疫传感器 ,在临床检测、环境监测、HLA个人身份鉴定等领域都有着广阔的应用前景。     

固定化嗜热脂肪芽孢杆菌连续合成半乳糖寡糖的研究

利用固定了产β-半乳糖苷酶的嗜热脂肪芽孢杆菌,以乳糖为底物,在纤维床反应器中连续合成半乳糖寡糖(GOS),最高得率为50.7%。在连续反应体系中,研究了底物浓度、pH、反应温度和停留时间对半乳糖寡糖合成的影响,确定最佳反应条件为底物浓度450 g/L、反应温度55℃、pH7.0、停留时间100 min。在连续反应24h后,流加1.5%的D-半乳糖能提高合成GOS的能力,固定化细胞反应体系中连续稳定操作120 h。     

环氧基高分子磁性复合微球固定化木瓜蛋白酶的研究

研究以甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)为单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)为交联剂,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,在Fe3O4磁性纳米粒子存在的条件下,合成了交联度为25%的磁性高分子复合微球(GMAE-DMA).并以这种微球为载体,进行了对木瓜蛋白酶的固定化研究.探讨了最佳的固定化条件如下:温度为25℃,反应时间20h,pH值为8.5,给酶量为160mg/g.同时以酪蛋白为底物,研究了固定化酶的酶学性质,结果表明:固定化酶对不同pH值环境的耐受力、热稳定性和操作稳定性都有较大幅度的提高.实验证明这种高分子磁性复合微球是一种优良的固定化酶载体.     

海藻酸钠-壳聚糖固定化木瓜蛋白酶催化内吗啡肽的合成

反应体系以乙腈作为有机介质,在微水有机溶剂体系中以Boc-Trp-OH和Phe-NH2为底物,用海藻酸钠 壳聚糖固定化木瓜蛋白酶催化合成Trp-Phe-NH2时,产率为27.8%．在这一合成反应中,对pH值、离子强度、溶液含量、反应温度、酶用量和反应时间进行正交试验,证明pH是本合成过程的最重要影响因素．反应体系以乙腈为有机介质,在微水有机溶剂体系中以 Boc-Tyr-Pro-OMe和Trp-Phe-NH2为底物,用IPSAC催化合成Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2,产率为35~2%．     

碳纳米管固定化纤维素酶的最佳工艺研究

纤维素酶在环保、医药、食品等领域都具有广泛的应用前景,但由于纤维素酶的生产成本较高,生物活性较低,使得纤维素酶的应用受到了限制。为了寻找一种固定化纤维素酶的方法,使酶可以重复多次使用,首次以多壁碳纳米管为载体固定化纤维素酶,研究功能化的多壁碳纳米管固定化纤维素酶的固定化条件,采用正交试验对酶固定化中的主要条件进行优化,并通过傅里叶变换红外光谱仪对多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotube,MWCNTs)、纤维素酶及固定化纤维素酶的结构进行表征。结果表明,固定化纤维素酶的最佳工艺条件为:酶浓度5 mg·mL^-1,温度40℃,pH 5.0,固定化时间3 h;通过傅里叶变换红外光谱证实纤维素酶成功固定到多壁碳纳米管上。     

强化海藻酸钠凝胶制备固定化酶

为了确定生产帕拉金糖（异麦芽酮糖）的固化酶最佳条件,在固化材料和固化方法上进行多项试验。结果表明：使用添加剂强化海藻酸钙凝胶包埋整个细胞酶,固化效果最佳,固化酶的酶活为３０～６０ｕ／ｇ,蔗糖平均转化率８５％,最高转化率９５％,实验室中固化酶连续转化半衰期长达４５ｄ。     

磁性固定化胰蛋白酶的催化特性及应用的研究

详细研究了磁性固定化胰蛋白酶的催化特性,并与溶液酶进行比较,发现胰蛋白酶经固定化后最适pH值向碱性方向移动了1．0个pH单位,最适温度提高了5℃,K值略有增大。对该固化酶的热稳定性和操作稳定性也进行了研究,结果表明,胰蛋白酶经固定化后热稳定性明显提高,操作稳定性也得到了一定的改善,经3次重复使用后,活性保持43．8％,对啤酒澄清和裸皮软化显示较好的应用前景。     

Enzyme immobilization on grafted polymeric microspheres

Radiation-mediated grafting of polyacrolein onto poly(methyl methacrylate) microspheres has been shown to activate the particles for chymotrypsin (EC 3.4.21.1) immobilization. Treatment of porous polystyrene/magnetite particles with polyacrolein produced very small enzyme loading enhancement and significantly increased substrate diffusional resistance.