产双功能褐藻胶裂解酶菌株的筛选与初步研究

目的：双功能褐藻胶裂解酶既能降解聚β-D-甘露糖醛酸,又能降解聚α-L-古罗糖醛酸,可以用一种酶来制备不同结构的褐藻胶寡糖。本文的目的是筛选能产生双功能褐藻胶裂解酶的菌株,对其产酶曲线和降解产物作初步研究。方法：利用唯一碳源培养基筛选产生褐藻胶裂解酶的菌株,通过16SrDNA序列比对进行菌种鉴定,通过在凝胶上检测褐藻胶裂解酶活性来判断发酵上清液中褐藻胶裂解酶的数量及分子量,利用薄层层析确定降解褐藻胶的终产物组成。结果：从褐藻上筛选到一株海洋细菌QY107,鉴定为弧菌属细菌。发酵120h时褐藻胶裂解酶产量为12．32U／mL,其发酵液上清中只含有一种褐藻胶裂解酶,分子量在28kDa左右,并且对聚β—D-甘露糖醛酸和聚α-L-古罗糖醛酸都能降解,降解褐藻胶的终产物主要为三糖。结论：本文筛选到一株弧菌QY107,其发酵液上清中只有一种双功能褐藻胶裂解酶,可用于大量制备褐藻胶三糖。推测该酶具有特殊的催化腔结构,对其结构与功能相互关系的研究可能会发现新的底物结合与催化机制。酶解制备褐藻胶寡糖因其环保高效而越来越受到人们的重视,因此该菌株能促进海洋寡糖类生物制品的开发,在医药、食品、农业、生物燃料等领域具有广阔的应用前景。     

从海洋中分离的弧菌QY102褐藻胶裂解酶的纯化和性质研究

从马尾藻(Sargassum)表面分离到一株产生高效胞外褐藻胶裂解酶的海洋弧菌（Vibrio sp.） QY102。以褐藻胶为唯一碳源发酵培养后,发酵液上清通过0.22μm滤膜过滤、DEAESepharose离子交换和Superdex75凝胶过滤得到电泳纯的褐藻胶裂解酶。酶的性质研究表明：其分子量约为28.5kD（SDSPAGE）,反应最适温度为40℃,最适pH为7.1,Ca2+、Mg2+对酶活有促进作用,而Ni2+、Al3+、Zn2+、Ba2+对酶活有抑制作用。该酶的活性明显高于已报道的褐藻胶裂解酶,pH稳定范围广（5～10）,并且对聚甘露糖醛酸的活性高于对聚古罗糖醛酸的活性。     

1株褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

为获得可产生褐藻胶裂解酶并高效降解褐藻胶的菌株,以海藻酸钠为唯一碳源配制培养基,以透明圈法进行初筛,DNS法复筛,从海洋生物中筛选得到1株高酶活力褐藻胶降解菌株B12,经16S rDNA序列分析、生理生化试验、电镜观察,确定该菌为弧菌属(Vibrio sp.).通过单因素试验及响应面优化试验对影响菌株生长和产酶条件的5...     

褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

【目的】筛选一株能降解褐藻胶的菌株,并优化产酶条件以提高褐藻胶裂解酶活力。【方法】从漳州海域采集到海水和海泥,以海藻酸钠为唯一碳源,通过富集培养、初筛、复筛筛选到一株能够降解褐藻胶的菌株。依据16S rRNA序列分析、生理生化特征、菌体形态及菌落特征对该菌进行鉴定。通过单因素和正交试验对该菌的产酶条件进行优化。【结果】该菌属于海科贝特氏菌,命名为Cobetiamarina HQZ08。该菌株最佳的产酶培养基组成为:海藻酸钠7.00g/L、蛋白胨3.00g/L、NaCl30.00g/L,K2HPO4·3H2O 1.25 g/L。最佳发酵条件为:接种量2%,接种龄12 h,培养基起始pH为7.0,培养温度25°C,培养时间24 h。优化后褐藻胶裂解酶活力达到68.5 U/mL,TLC法分析酶解产物为褐藻胶寡糖。【结论】HQZ08菌株可以用于降解褐藻胶,产生聚合度为2–6的褐藻胶寡糖。     

海洋弧菌褐藻胶裂解酶的分离纯化及性质

从海带糜烂物中分离到一株高产胞外褐藻胶裂解酶的海洋弧菌 (Vibriosp .QY10 1) ,利用硫酸铵沉淀、离子交换层析、凝胶过滤层析等方法从发酵液中分离纯化了褐藻胶裂解酶 (alginatelyase)。SDS PAGE电泳结果表明 ,该酶分子量为 39kD。酶反应最适pH为 7.5 ,最适反应温度为 30℃。Na 、Ca2 、Mn2 对酶活性有促进作用 ,Fe2 、Ni2 以及EDTA对酶活性有抑制作用。酶的底物专一性初步分析结果表明 ,该酶具有降解多聚古罗糖醛酸[poly(G) ]及多聚甘露糖醛酸 [poly(M) ]的活性。     

一株产褐藻胶裂解酶的需钠弧菌筛选及酶解产物分析

[背景]褐藻胶裂解酶种类丰富、降解机制多样,是高效环保降解褐藻胶、制备褐藻寡糖的工具酶,成为褐藻植物高值化开发利用的研究热点.[目的]从海泥中筛选获得褐藻胶裂解酶高效产酶菌株,确定菌株发酵产酶最优条件,鉴定和分析酶降解产物,进而解析该酶的降解特性.[方法]以褐藻胶为唯一碳源,从海带养殖场附近海泥中筛选菌株,通过形态学观...     

产褐藻胶裂解酶芽胞杆菌的筛选、鉴定及其降解效果评价

褐藻胶是广泛存在于褐藻中的一类多糖,降解为褐藻寡糖后能表现出更多的生物活性。从海洋样品中筛选出产褐藻胶裂解酶芽胞细菌16株,基于形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析初步鉴定菌株HB12274为解淀粉芽胞杆菌植物亚种(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum)。TLC结果显示,海藻酸钠经粗酶液降解形成2～7聚合度的褐藻寡糖和单糖,菌株与马尾藻叶片共培养时能明显降解叶状体结构。为褐藻胶裂解酶的生产和工业应用提供了新的菌株来源。     

褐藻胶裂解酶的结构及催化机制研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸及其C_5差向异构体α-L-古罗糖醛酸所组成的酸性多糖。褐藻胶裂解酶是多糖裂解酶的一种,可以将褐藻胶降解成寡糖或者单糖。近年来随着结构生物学的发展,越来越多褐藻胶裂解酶的结构及催化机制得到解析。本文中,笔者介绍了不同家族褐藻胶裂解酶结构以及催化机制的研究进展。根据酶序列来分,褐藻胶裂解酶分属到多糖裂解酶的7个家族;从结构上来看,褐藻胶裂解酶通常采取3种结构:β果冻卷、(α/α)_n桶状结构和β螺旋结构。褐藻胶裂解酶通过β消除的方式来降解褐藻胶,根据催化过程中有无金属离子的辅助,褐藻胶裂解酶的催化机制又可进一步分为His(Tyr)/Tyr型β消除和金属离子辅助的β消除。本文可以为褐藻胶裂解酶的应用提供一定的理论依据。     

褐藻胶裂解酶的分子改造研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸(M)以及α-L-古罗糖醛酸(G)2种单体组成的酸性多糖。褐藻胶裂解酶作为多糖裂解酶的一种,可以温和高效地将褐藻胶降解为褐藻寡糖,并用于食品、医药和农业领域。然而天然来源的褐藻胶裂解酶通常存在活性不高、催化效率低以及热稳定性差等缺点,在一定程度上限制了其工业化应用潜力。近年来分子改造策略已经开始大量应用于褐藻胶裂解酶,使得褐藻胶裂解酶的应用性能得到极大提升。本文对已报道的褐藻胶裂解酶结构与催化机制进行总结,对改善热稳定性、提高催化效率、改变底物分布等性质的褐藻胶裂解酶分子改造策略如理性设计、定向进化、结构域截短与重组等进行系统分析与综述,并展望了未来褐藻胶裂解酶分子改造的发展方向。     

产褐藻胶裂解酶海洋细菌的筛选和鉴定

褐藻胶是广泛存在于各种褐藻中的一类多糖物质,其降解产物褐藻寡糖具有抗肿瘤、抗凝血、抗氧化和促进植物根部生长等作用,应用前景广阔。本研究以褐藻胶为单一碳源,从腐烂的马尾藻及其生境底泥中共筛选获得褐藻胶降解细菌18株。采用95%酒精处理褐藻胶裂解酶检测平板,水解圈与菌落的直径比值(D/d)≥5的有13株,D/d≥8的有3株。采用DNS法测定细菌的褐藻胶裂解酶活力,菌株DB15913的活力最高,达到15.42 U/mL。依据菌体形态、生理生化特征和16S rDNA序列分析,鉴定菌株DB15913为Cobetia amphilecti。     

刺参海带饲料原料褐藻胶降解菌的分离与鉴定

从海带及刺参养殖环境中筛选有效降解褐藻胶,且对刺参无致病性的微生物,对海带饲料原料进行降解处理,以降低海带饲料中刺参难以消化的褐藻胶成分,显著提高饲料利用率,增加海带原料价值。以褐藻胶为唯一碳源选择培养基初筛;DNS法测定褐藻胶裂解酶酶活;16S r DNA测序及生理生化试验对菌种进行鉴定;高浓度腹腔攻毒试验考察筛选所得菌株对刺参的潜在致病性;分子排阻色谱及高效凝胶色谱法对微生物酶解褐藻胶的终产物进行分析。系统发育树分析表明,菌株WB1与Bacillus amyloliquifaciens有最高同源性,对刺参无潜在致病性;其褐藻胶裂解酶酶解褐藻胶的终产物主要为二糖和三糖,相对含量分别为74.1%和25.9%,平均分子量为516 Da。解淀粉芽胞杆菌WB1可作为一种安全的有益微生物用于刺参海带饲料原料中褐藻胶成分的降解。     

响应面法优化类芽胞杆菌HB172198产褐藻胶裂解酶发酵培养基

为了提高类芽胞杆菌新种HB172198产褐藻胶裂解酶活力,本研究采用响应面法对该菌株液体发酵培养基进行了优化实验。在单因素实验和Plackett-Burman试验筛选出海藻酸钠、胰蛋白胨、NaCl、MgSO4·7H2O等4个显著影响产酶因素的基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法进行回归分析,得出产褐藻胶裂解酶最佳发酵培养基,其成分为:海藻酸钠7.50 g/L、胰蛋白胨13.57 g/L、NaCl 29.75 g/L、MgSO4·7H2O 0.08 g/L。优化条件下该菌株最大酶活性达14.60 U/mL,是优化前的1.87倍。本研究为菌株HB172198产褐藻胶裂解酶的大规模生产和工业应用提供了重要的理论依据。     

褐藻胶降解菌株S10鉴定及产酶条件优化

探讨了褐藻胶降解菌株S10的生长条件及其对产褐藻胶降解酶活力的影响。以分离自海参肠道的褐藻胶降解菌株S10为研究对象，采用形态学观察结合16S rDNA序列分析，对菌株S10进行菌种鉴定并对其生理生化特性进行测定。以降解酶活力为指标，利用单因素、Plackett-Burman(PB)和响应面法对培养基成分和培养条件进行优化；最后对优化前后的菌株生长量、产酶活力和粗酶液稳定性进行分析。结果表明，菌株S10属于溶藻孤菌(Vibrio algindyticus);当pH 7、接种量2%(体积分数)、装液量150 mL、温度26℃、转速150 r/min、NaCl 3%(质量分数，下同)、海藻酸钠含量1.12%、硫酸铵含量0.44%、培养时间35.95 h条件下，褐藻胶降解酶活力最大(188.18 U/min)。优化后产酶活力提高30%;4℃低温更有利于该酶保存。综上，优化后的菌株S10产褐藻胶降解酶活力较高，能更好地用于降解褐藻胶，可为提高褐藻胶的利用率和进一步发掘褐藻胶寡糖的利用价值提供参考。     

响应面法优化褐藻胶降解菌Cobetia sp.20发酵培养基

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素。通过响应面试验建立回归方程。研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58。优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了26.36%。褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考。     

混合菌株降解褐藻胶的筛选、鉴定及产酶条件优化

为获得仿刺参（Apostichopus japonicus）肠道菌群中可有效降解褐藻胶的混合菌株,以海藻酸钠为唯一碳源配制培养基,以透明圈法进行初筛,DNS法和紫外法复筛,从已驯化仿刺参肠道中筛选得到4株高酶活力褐藻胶降解菌株S1、S2、S10和S11,经16S rDNA序列分析、电镜观察,确定菌株S2与S11分别为微杆菌属（Microbacterium sp.）和微小杆菌属（Exiguobacterium sp.）。对该4株菌株分别进行混合培养,获得菌株S2与S11最佳配比组合,并通过单因素试验及响应面优化试验对影响混合菌株产酶条件的发酵初始pH值、NaCl质量浓度、装液量和发酵温度4个因素进行优化。得到混合菌株最佳产酶条件为pH 8,NaCl质量浓度为40 g/L,装液量80 mL,温度28 ℃。在最佳发酵条件下,混合菌株酶活力可达94.78 U/mL,相比于优化前提高了43.9%,优化后混合菌株的酶活力显著提高。     

海带发酵降解中相关海洋功能菌的 分离、鉴定与筛选

目的 从海带养殖环境中筛选有效降解海带的海洋功能菌,对海带进行降解处理,提高利用率,增加海带原料价值。方法 采用以果胶或海藻酸钠为唯一碳源的选择性培养基挑选含有果胶酶、褐藻酸裂解酶的菌株;测定海带发酵液中海藻酸含量,复筛降解效果好的单菌及复合菌;16S rDNA测序对菌种进行鉴定。结果 使用含10%鲜海带的富集培养基培养48 h,其中降解效果较好的为1-2和3-10菌种的组合,其降解量为95%。结论 经上述研究选出有效的降解海带功能菌1-2和3-10,其降解海带效果较好,对海带利用率高。     

海带发酵降解中相关海洋功能菌的分离、鉴定与筛选CSCD

目的从海带养殖环境中筛选有效降解海带的海洋功能菌,对海带进行降解处理,提高利用率,增加海带原料价值。方法采用以果胶或海藻酸钠为唯一碳源的选择性培养基挑选含有果胶酶、褐藻酸裂解酶的菌株;测定海带发酵液中海藻酸含量,复筛降解效果好的单菌及复合菌;16S rDNA测序对菌种进行鉴定。结果使用含10%鲜海带的富集培养基培养48 h,其中降解效果较好的为1-2和3-10菌种的组合,其降解量为95%。结论经上述研究选出有效的降解海带功能菌1-2和3-10,其降解海带效果较好,对海带利用率高。     

基于比较转录组分析海洋弧菌X511的褐藻胶代谢途径

【目的】从北海涠洲岛海域腐烂的马尾藻中分离得到的海洋弧菌(Vibrio X511)具有较强的利用褐藻胶能力,本文利用转录组测序的方法以研究弧菌X511的褐藻胶代谢途径。【方法】采用Illumina Hi Seq2500测序平台对菌株在褐藻胶及葡萄糖培养下的转录组进行测序;比较和分析差异转录本,利用荧光定量PCR验证测序结果;采用GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)对差异转录本进行功能和Pathway注释。【结果】经比较发现,菌株在褐藻胶培养下相对于葡萄糖的培养共有2024个差异表达基因,其中1066个基因上调,958个基因下调;某些普遍存在于代谢途径中的基因在不同培养条件下也存在差异表达;海洋弧菌X511中涉及褐藻胶利用的所有基因以及合成乙醇的关键基因其转录量均有一定程度的上调;此外,通过分析发现该菌株具有独特的褐藻胶利用方式,其中的一个代谢过程尚未在弧菌中被报道。【结论】成功解析了海洋弧菌X511的褐藻胶代谢途径,丰富了生物方法降解褐藻胶的研究,为大型海藻生物质能源的研究提供有价值的数据支持。     

产褐藻胶裂解酶交替单胞菌的发酵优化及alg2951的外源表达

褐藻胶裂解酶是制备生物活性寡糖的重要功能酶,在食品、农业、工业等行业中具有重要应用价值。本研究以交替单胞菌属新种HB161718为出发菌株,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法优化获得该菌的最佳产酶培养基:海藻酸钠7.23 g/L,蛋白胨7 g/L,NaCl 23.11 g/L,K_2HPO_40.1 g/L,MgSO_40.1 g/L,优化条件下酶活力为(54.28±3.47) U/mL,达到优化前的1.59倍。为进一步提高酶活性,通过分子生物学方法实现了褐藻胶裂解酶alg2951在大肠杆菌中的外源表达,纯化后的酶活性为636 U/mL,达到原始菌株酶活的18.6倍。本研究为褐藻胶裂解酶的工业生产提供了新的来源。     

海藻酸裂解酶高产菌株Microbulbifer sp.SH-1的分离、鉴定及其产酶条件优化

【目的】筛选一株海藻酸裂解酶高产菌株,并通过优化产酶条件提高海藻酸裂解酶活性。【方法】以海藻酸钠为唯一碳源的培养基,对福建漳州滨海土壤中的微生物进行筛选和分离,获得海藻酸裂解酶高产菌株;依据形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析对目的菌株进行鉴定;然后通过单因素和正交试验对其产酶条件进行优化。【结果】十六烷基吡啶(CPC)染色得到4株透明圈与菌落直径比值(D/d)3的菌株;DNS法测定4菌株发酵液中海藻酸裂解酶活力,其中菌株SH-1的海藻酸裂解酶活性最高,达到315.52 U/mL;经形态、生理生化和16S rDNA测序鉴定,将其命名为Microbulbifer sp. SH-1;通过单因素和正交试验优化,确定该菌株最适产酶培养基为:海藻酸钠10 g/L,NaCl 5 g/L,(NH_4)_2SO_45g/L,MgSO_40.2g/L,K_2HPO_41g/L,FeSO_40.02g/L。对培养条件的进一步优化结果发现,在初始pH 7.5、温度32°C条件下,以1%的接种量将SH-1菌株接入50 mL优化培养基中,240 r/min转速下振荡培养24 h,SH-1菌株产酶最大活性可达757.90 U/mL,比优化前提高了2.4倍。【结论】SH-1最佳产酶条件的建立,为海藻酸裂解酶的大规模制备以及更深层次研究提供了试验基础和理论依据。