海因酶研究新进展

海因酶在生产手性药物中间体D-氨基酸上具有广泛的应用价值。全面综述了海因酶的研究历史、分类、进化和酶学性质;总结了产海因酶的茵种筛选和产酶条件、D-海因酶的纯化、微生物海因酶基因的克隆及其在大肠杆茵中的表达等技术;阐述了酶法合成D-(-)-对羟基苯甘氨酸的工艺条件。     

海因酶法制备D-对羟基苯甘氨酸的研究进展

D-对羟基苯甘氨酸(D-HPG)主要用于合成β-内酰胺类半合成抗生素,是国内最紧缺的医药中间体之一。微生物酶法是目前获得光学纯D-HPG的重要途径,微生物中起催化作用的主要是D-海因酶和N-氨甲酰水解酶。文章综述了产酶微生物的来源,酶的理化性质,以及培养条件的优化、基因工程、酶的固定化技术生产D-HPG的研究进展。     

虎杖中白藜芦醇的酶法制备

以白藜芦醇得率为指标,通过对酶制剂的筛选和酶解条件的考察,分别选出酶法提取和酶法转化制备虎杖中白藜芦醇的最佳条件,并对两种酶法进行比较.结果显示:(1)酶法提取最佳酶解条件为:酶解温度45℃,酶解时间60 min,最适pH 5.0,底物浓度17%;酶法转化最佳酶解条件为:酶解温度40℃,酶解时间48 h,最适pH 5.0,底物浓度15%.(2)与空白样品(不加酶)相比,酶法提取白藜芦醇得率增加了3.12 mg/g;酶法转化白藜芦醇得率增加了12.72 mg/g.研究表明,两种方法与不加酶提取相比均提高了白藜芦醇的得率,但酶法转化效果更显著,可用于白藜芦醇的制备.     

一株假单胞菌(Pseudomonas sp.)L-1菌株γ-丁基甜菜碱羟化酶基因bbh 的克隆、表达及酶学性质

【目的】γ-丁基甜菜碱羟化酶是生物体内合成L-肉碱的关键酶。从假单胞菌(Pseudomonas sp.)L-1中克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,实现其在大肠杆菌(Escherichia coli)中的高效表达,并对表达产物进行酶学性质分析,为生物转化生产L-肉碱奠定基础。【方法】通过PCR克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,并将其开放阅读框(ORF)克隆至融合表达载体pET-15b;表达产物经His.Bind Resin纯化后对BBH进行酶学性质及三维空间结构分析;并以静止细胞进行L-肉碱的转化。【结果】成功地克隆了一个γ-丁基甜菜碱羟化酶基因bbh(GenBank:JQ250036),并实现了其在E.coli中的高效表达。融合蛋白以同源二聚体的形式存在,单个亚基的分子量约46.5 kDa,最适反应温度为30℃,最适反应pH为7.5。该酶在45℃以下稳定。在pH6.0时该酶有最高的pH稳定性。以表达bbh基因的重组大肠杆菌静止细胞转化L-肉碱,L-肉碱产量可达12.7mmol/L。【结论】Pseudomonas sp.L-1γ-丁基甜菜碱羟化酶与现有报道的bbh基因有较大的差异。由该基因表达的γ-丁基甜菜碱羟化酶能有效地转化γ-丁基甜菜碱生成L-肉碱。本研究不仅丰富了γ-丁基甜菜碱羟化酶基因资源,而且为L-肉碱的生物转化提供了一种新的转化方案。     

丙酮酸的酶法转化及乳酸氧化酶的研究进展*

丙酮酸是一种用途非常广泛的有机酸,酶法转化乳酸生成丙酮酸由于具有条件温和、对环境污染小、成本低、得率高的优点而成为目前最具竞争力和吸引力的丙酮酸生产方法。常规的酶转化法是通过乳酸脱氢酶催化乳酸转化为丙酮酸,但此酶需要MAD^ /NADP^ 作电子受体,NAD^ /NADP^ 价格昂贵,且不易重复使用,使乳酸脱氢酶不能广泛和大规模使用,乳酸氧化酶则克服了这一缺点,它不需要辅助因子即可催化乳酸,从而成为制备丙酮酸的理想的酶。迄今为止,人们已经找到了数种能合成乳酸氧化酶的微生物,并对该酶进行了较深入的分子生物学研究,其研究成果为将这种有价值的酶源推向生产奠定了基础。     

食物链中氰甙的降解研究进展

本文主要概括了糖甙的种类和植物性氰甙的降解方法,氰甙是一种植物内源性有毒糖甙,被人或动物取食后,会引起食物性中毒,氰甙类化合物的降解方法主要有化学方法和生物技术方法两种,化学方法常用的有加热,水或溶剂浸提法等,而生物技术法包括发酵法,植物酶法,微生物酶法,其中微生物酶法可能是最简单,最有效,最经济的方法。     

假单胞菌酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸

采用微生物酶转化法制备L-半胱氨酸具有周期短、成本低、区域和立体选择性强、反应条件容易控制、环境友好等特点,与传统的毛发水解以及化学合成工艺相比显示出明显的优越性。本文从假单胞菌产酶条件和酶学性质、DL-ATC生物转化途径、固定化细胞转化工艺、基因工程菌的研究、以及L-半胱氨酸脱巯基酶的研究等5个方面介绍了国内外关于生物转化DL-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)合成L-半胱氨酸的研究进展。     

酶法转化生产α-酮酸的研究进展

α-酮酸是一种同时含有羧基和酮基的双官能团有机化合物,广泛应用于食品、药品和化妆品等行业。为了满足环境友好、安全高效和可持续发展的社会要求,利用酶转化法生产α-酮酸受到人们的广泛关注。文中从酶的筛选、酶的改造以及酶的转化条件优化3个方面介绍丙酮酸、α-酮戊二酸、酮亮氨酸、酮缬氨酸、苯丙酮酸和酮蛋氨酸酶法合成的研究状况,并展望了α-酮酸进一步高效生产的发展方向。     

L-肉碱的检测方法

Ｌ 肉碱是参与生物体新陈代谢的重要物质,本文简要介绍和比较了检测肉碱的７种主要方法,即生物法、化学法、酶法、荧光法、高压液相色谱法、 Ｎ Ｍ Ｒ和放射酶法,其中以酶法、荧光法和高压液相色谱法较为常用。     

特异的中草药配糖体苷酶微生物及其发酵与酶学特性

配糖体是中草药主要有效成分之一。但是中草药成分并不是活性最佳结构,中草药口服后其成分在消化系统酶和微生物的作用下,转化为另一种结构吸收、起药效;但是体内的这种转化甚微,往往受到人的个体条件的影响。如果这种体内的转化反应在体外实现,中草药成分酶转化为高活性成分,将对创新药、中医药、公众营养食品和保健食品、功能化妆品等意义很大。为此,以下主要介绍本实验室研究过的中草药配糖体苷酶新微生物筛选、分类鉴定,特异的中草药配糖体苷酶的发酵产酶和其酶学特性。     

Reactor design for minimizing product inhibition during enzymatic lignocellulose hydrolysis: I. Significance and mechanism of cellobiose and glucose inhibition on cellulolytic enzymes

Achievement of efficient enzymatic degradation of cellulose to glucose is one of the main prerequisites and one of the main challenges in the biological conversion of lignocellulosic biomass to liquid fuels and other valuable products. The specific inhibitory interferences by cellobiose and glucose on enzyme-catalyzed cellulose hydrolysis reactions impose significant limitations on the efficiency of lignocellulose conversion — especially at high-biomass dry matter conditions. To provide the base for selecting the optimal reactor conditions, this paper reviews the reaction kinetics, mechanisms, and significance of this product inhibition, notably the cellobiose and glucose inhibition, on enzymatic cellulose hydrolysis. Particular emphasis is put on the distinct complexity of cellulose as a substrate, the multi-enzymatic nature of the cellulolytic degradation, and the particular features of cellulase inhibition mechanisms and kinetics. The data show that new strategies that place the bioreactor design at the center stage are required to alleviate the product inhibition and in turn to enhance the efficiency of enzymatic cellulose hydrolysis. Accomplishment of the enzymatic hydrolysis at medium substrate concentration in separate hydrolysis reactors that allow continuous glucose removal is proposed to be the way forward for obtaining feasible enzymatic degradation in lignocellulose processing.     

High productivity tank fermentation for gramicidin S synthetases

A high productivity tank fermentation for gramicidin S synthetases has been developed to supply biocatalyst for a preparative-scale ATP-driven cell-free enzymatic synthesis employing the polypeptide antibiotic, gramicidin S, as a model product. A rich, complex medium supports rapid and dense growth of the enzyme-producing microorganism, Bacillus brevis ATCC 9999, accompanied by the appearance of excellentenzyme activities. Under conditions used, the two enzyme fractions of the gramicidin S synthesizing system, as well as the total enzymatic activity for synthesis of gramicidin S, all reach their maxima simultaneously at the point where growth enters the stationary phase. Successful batch enzyme fermentations have been performed at the bench (14 liter) and pilot (180 liter)scales.     

豆豉纤溶酶的研究现状

豆豉纤溶酶是从中国传统风味食品豆豉中分离得到的一种由杆菌产生的丝氨酸蛋白酶,具有极强的纤溶活性.综述了豆豉纤溶酶的产生菌种、发酵工艺、酶学性质、分离纯化、作用机理以及分子生物学特性等研究现状.豆豉纤溶酶在溶栓的过程中有着溶栓能力强,无毒副作用,原材料丰富,在体内半衰期长等优点,因此该酶有着广阔的应用发展前景.     

厌氧真菌菌系乙酰酯酶的特性研究

利用厌氧培养技术,采用产酶培养基,培养课题组自行构建的一组厌氧真菌菌系,使之产乙酰酯酶。采用硫酸铵分级沉淀、透析袋透析、DEAE-纤维素离子交换柱层析、Sephadex G-75凝胶过滤柱层析,分离纯化所得到乙酰酯酶,研究其酶学性质。酶活力动态分析表明,乙酰酯酶在产酶培养基上,培养至第3天酶活力达到最高。乙酰酯酶最适温度为41℃,最适pH为9．0,Mg^2＋、K^＋、Ca^2＋对酶有一定的激活作用,Fe^3＋对酶有很强的抑制作用。该厌氧真菌菌系所产的乙酰酯酶,对于发酵木质纤维素类物质具有潜在应用价值。     

从麦草浆污泥中分离产木聚糖酶的木质纤维降解真菌

采用涂布平板法在马丁氏培养基平板上对麦草浆污泥作真菌分离研究,共分离纯化获得27株真菌,其中青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、麦轴梗霉属(Tritirachium)根霉属(Rhizopus)和毛霉属(Mucor)为其优势菌群;在麦芽提取物-OPP培养基平板上分离得到10株真菌,其中拟指突孢曲霉属(Emercellopsis)为其优势菌群。通过对麦草浆污泥连续富集培养得到真菌10株,经初步鉴定为曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。对富集培养分离的菌种进行木聚糖酶产酶特性研究,结果表明:最优菌株为Aspergillussp.MC-JAⅡ,其木聚糖酶酶活性最高值达到2060 U/mL,发生在产酶培养的第84 h,相应纤维素酶活为99.5 U/mL。为国内首次报道麦草浆污泥中的降解木质纤维真菌的分离、鉴定和产酶研究。     

新疆泥火山产酶嗜盐放线菌的筛选及多样性

[目的]了解新疆乌苏泥火山嗜盐放线菌及其产酶功能多样性.[方法]分别采用含有5%与10%NaCl的5种分离培养基,稀释平板涂布法对泥火山土壤样品进行分离;利用五种筛选培养基定性检测酶活性;在形态特征、耐盐性实验及16S rDNA基因测序的基础上进行系统发育学分析.[结果]获得嗜盐放线菌43株,极端嗜盐放线菌3株.4株嗜盐放线菌产脂肪酶,30株产半乳糖苷酶,27株产淀粉酶,6株产酯酶,4株产纤维素酶,1株同时产4种酶.系统发育学分析结果表明其中24株为拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),1株为链霉菌属(Streptomyces).产两种酶的菌株10006与Nocardiopsis exhalans(AY03600)相似性为96.64%(小于97%),可能是潜在的新种.[结论]本研究表明新疆乌苏泥火山中存在大量的产半乳糖苷酶及淀粉酶的嗜盐放线菌,所分离到的拟诺卡氏菌属产酶多样性比较高,并且潜藏着新的微生物资源.     

Levan果聚糖的应用与生产研究进展

Levan是一类果聚糖,由大量的果糖单元以β-（2,6）果糖苷键连接构成聚糖主链并含有少量β-（2,1）果糖苷键连接的支链组成。部分微生物来源的Levan具有抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂、免疫增强等重要的生物活性,在医药和功能性食品方面具有巨大的应用潜能。微生物发酵液提取和酶法合成是目前大量获得Levan果聚糖的两种方法,其中微生物发酵液提取的Levan果聚糖产量和蔗糖转化率一般较低,且发酵液中同时存在的其他高聚物不利于Levan的规模化纯化;而利用Levan蔗糖酶以蔗糖为底物转果糖基合成的Levan果聚糖产量已经高达200g/L、蔗糖转化率高达50%,并且Levan蔗糖酶合成Levan过程中酶的活性受到pH值、温度、螯合剂、金属离子等多种因素的影响,可以通过控制反应条件促进多糖合成反应的进行。因此,酶法合成将是工业化获得Levan果聚糖的主要方式。     

酶法转化异丁香酚制备香草醛的研究

研究了由大豆粗酶转化异丁香酚制备香草醛的方法,对转化条件进行了优化,并研究了H2O2、和吸附剂的影响,在优化后的条件下转化36h产物浓度达2．46g/L,摩尔转化率为13．27％。     

Simultaneous saccharification and fermentation of cellulose to lactic acid

Recent interest in the industrial manufacture of ethanol and other organic chemicals from biomass has led to the utilization of surplus grain and cane juice as a fermentation feedstock. Since those starting materials are also foods, they are expensive. As an alternative, cellulosic substances-the most abundant renewable resources on earth(1)-have long been considered for conversion to readily utilizable hydrolyzates.(2, 3)For the production of ethanol from cellulose, we have proposed the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process.(4) In SSF, enzymatic cellulose hydrolysis and glucose fermentation to ethanol by yeast proceed simultaneously within one vessel. The process advantages-reduced reactor volume and faster saccharification rates-have been confirmed by many researchers.(5-8) During SSF, the faster saccharification rates result because the glucose product is immediately removed, considerably diminishing its inhibitory effect on the cellulase system.(9)To effectively apply the SSF method to produce substances fermented from glucose, several conditions should be satisfied. One is coincident enzymatic hydrolysis and fermentation conditions, such as pH and temperature. The other is that cellulase inhibition by the final product is less than that by glucose and/or cellobiose. One of us has reported that acetic acid, citric acid, itaconic acid, alpha-ketoglutaric acid, lactic acid, and succinic acid scarcely inhibit cellulase.(10) This suggests that if the microorganisms which produce these organic acids were compatible with cellulase reaction conditions, the organic acids could be produced efficiently from cellulosic substrates by SSF.In this article, the successful application of SSF to lactic acid production from cellulose is reported. Though there have been several reports of direct cellulose conversion to organic acids by anaerobes such as Clostridium, only trace amounts of lactic acid were detected in the fermentation medium among the low-molecular-weight fatty acid components.(11-13) Lactic acid is one of the most important organic acids and has a wide range of food-related and industrial applications.     

稀有人参皂苷IH901酶法转化与制备研究

本研究利用酶制剂蜗牛酶,酶法转化三七二醇组皂苷制备稀有人参皂苷IH901,正交实验优化酶解条件,建立酶法转化工艺.结果表明:超声法提取三七总皂苷正交实验优化条件为用75%乙醇溶液,15倍溶剂用量,超声波提取210 min作为最佳条件,三七总皂苷得率为12.21%;酶法转化二醇组人参皂苷制备稀有人参皂苷IH901,正交实验优化的条件为物料比为6/1、反应时间9 h、反应温度为45℃、pH值为3.0,酶解得率为54.24%;经硅胶柱分离获得IH901单体化合物,HPLC测定纯度达98%.酶法转化制备皂苷IH901的工艺方法简便,切实可行,可为中试生产提供参考.