短小芽胞杆菌产碱性木聚糖酶发酵条件的研究

碱性木聚糖酶在碱性条件下催化水解木聚糖,广泛应用于造纸、纺织等领域.着重对短小芽胞杆菌M-11产碱性木聚糖酶的发酵条件进行初步的探索.研究了菌株的生长曲线、确定最佳接种龄为16 h、最佳接种量为1％;确定最适碳源浓度为7％、最适单一氮源为氯化铵、其浓度为1.0％、最适无机盐为氯化铁、其浓度为3 mmol/L;在此基础之上进行6因素3水平的正交试验,确定最适产酶培养基组成:麸皮5％,接种量3％,氯化铵1.2％,氯化铁3.5 mmol/L,硫酸镁0.03％,氯化钠5 mmol/L,磷酸氢二钾0.4％;最适培养条件:接种龄16 h,初始pH 8.0,温度37℃,300 mL摇瓶装液量50 mL,摇床转速220 r/min,发酵周期48 h.通过对发酵条件的优化使发酵液酶活达613 IU/mL.无机氮源为其最适氮源,因此短小芽胞杆菌M-11在碱性木聚糖酶的产品开发上优于短小芽胞杆菌M -26.     

耐碱性木聚糖酶产酶菌株的选育

目的:筛选出产碱性木聚糖酶酶活力高的菌株。方法:从碱性环境中采集样品,以自制木聚糖为惟一利碳源,采用刚果红透明圈法于摇瓶发酵法相结合筛选出18株产木聚糖酶酶活较高的菌株,其中1株酶活最高可达335.14 IU/ml。结果:通过培养特性及形态特征初步鉴定为芽孢杆菌。对部分酶学性质研究的结果表明:其作用最适温度60℃,最适pH8.0,在pH9.0条件下仍具有80%酶活力。结论:属于耐碱性木聚糖酶,具有很好的工业应用前景。     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株,其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79U/mL,纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌,命名为Bacillus sp.QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14,并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃,最适pH为9.2;55℃处理1h仍保持50%的活力;在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力,且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活,显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定,提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

耐碱芽胞杆菌木聚糖酶的形成条件及特性

通过碱性选择平板分离到耐碱的芽胞杆菌B－141菌株。该菌在碱性（pH10）条件及木聚糖存在下能产生胞外木聚精酶。该酶最适反应温度为60℃,在60℃以下基本稳定;酶反应的最适pH为3～7,但在碱性条件下稳定,在pH10环境处理60min,仍保持约70％的活性。从TLC分析可知,该酶作用于燕麦木聚糖时,主要产物为大于三体的寡糖。     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株, 其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79 U/mL, 纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌, 命名为Bacillus sp. QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14, 并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃, 最适pH为9.2; 55℃处理1h仍保持50%的活力; 在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力, 且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活, 显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定, 提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

外源木聚糖酶在枯草芽胞杆菌中信号肽筛选

[目的]本试验旨在筛选引导表达外源木聚糖酶基因高效分泌的信号肽,为枯草芽胞杆菌木聚糖酶高效分泌表达系统提供元件.[方法]构建信号肽筛选载体,载体是以含壮观霉素抗性基因的大肠-枯草穿梭载体为基本骨架,目标蛋白为耐碱性木聚糖酶,可在麦芽糖启动子Pglv诱导下表达.从枯草芽胞杆菌A1747基因组中扩增获得24个Sec途径信号肽,并将其全部链接到至筛选载体上,并在枯草芽胞杆菌WB700中实现表达分泌.重组菌在3%麦芽糖诱导下培养24h后用DNS法测定上清酶活.[结果]成功构建信号肽筛选载体pGPSX及24个表达载体,实现木聚糖酶表达分泌.且不同信号肽对于引导外源木聚糖酶分泌能力不同,其中YnfF信号肽引导分泌目标蛋白效率最高,上清酶活为37.2IU/mL.[结论]试验证明在枯草杆菌中对外源蛋白进行信号肽筛选是提高其分泌的有效途径,并获得了针对木聚糖酶高效分泌信号肽YnfF.     

芽胞杆菌C14碱性纤维素酶性质的研究

从碱性污泥中分离到一株产碱性纤维素酶活力较高的耐碱性芽胞杆菌,所产的酶为单一的羧甲基纤维素酶,其专一性底物为羧甲基纤维素钠,酶的最适反应ＰＨ为９．０,在ＰＨ７－１０．０范围内较稳定,酶作用的最适温度为５５℃,在５０℃时较稳定,在６０℃处理,１０、３０、６０和９０分钟后,残余酶活分别为９１．５％、７２．０％、３６．６％和１０．３％。Ｃｏ＾２＋,ＥＤＴＡ对酶促反应有明显的促进作用,Ｈｇ＾２＋,Ａｇ＾２     

芽胞杆菌菌株产几丁质酶发酵条件的研究

从采自大连地区24份土样中分离筛选到一株产几丁质酶活性较高的芽胞杆菌(Bacillus sp.)B-41,该菌株产几丁质酶最适的发酵条件为：碳源为胶体几丁质,氮源为酵母浸汁,pH7．2,温度42℃,振荡培养4天。     

1株产多糖芽胞杆菌的分子鉴定和诱变选育

以中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡舍附近土壤为材料,采用稀释平板法对其中的菌株进行分离与纯化培养,并对其进行形态学鉴定和粗多糖提取量的检测,同时对分离得到的菌株进行紫外线和亚硝基胍的诱变。从土壤中分离得到1株产多糖的芽胞杆菌(编号P-30),结合形态学鉴定、16S rRNA序列分析和系统发育树分析结果,确定该菌株为短短芽胞杆菌(Bacillus brevis)。其16S rRNA GenBank登录号为HM185814。经过诱变选育后,获得3株(N-05、N-11、U-01)多糖产量为P-30的1.44、1.44和1.29倍的诱变菌株,具有良好的开发前景。     

产耐碱性β-1，4-聚糖酶芽孢杆菌A-30液体发酵研究

研究了搅拌转速、ＰＨ控制以及插瓶发酵过程中不同时间硫酸铵的补加对β－１,４聚糖酶形成的影响,优化得到Ａ－３０的β０１,４－聚糖酶分批发酵操作条件和初步优化了（ＮＨ４）２ＳＯ４流加发酵条件。研究结果显示麸皮表面有大量Ａ－３０菌体细胞的吸附,搅拌转速对菌体吸附和β－１,４－聚糖酶的形成有明显影响;发酵过程中ＰＨ下降有利于β－１,４－聚糖酶形成。采用了实期以５ｍｌ／ｈ的速率恒速流加,后期测定（ＮＨ４）２     

木聚糖酶高产菌株Bacillus pumilus H—101的筛选及产酶条件的研究

从34株细菌中筛选到一株木聚糖酶高产菌株BacilluspumilusH－101。适宜的产酶培养基含2．0％小麦秸半纤维素、0．2％（NH4）2SO4、0．1％NH4NO3、0.1％K2HPO4、0．01％MgSO4·7H2O、0.02％NaC1、0.02％CaCl2·2H2O和1.0％的酵母膏。在上述培养基中,32℃振荡培养48h,总半纤维素酶活力达235．6u／ml,木聚精酶活力达1164．2u／ml酶反应的最适温度为50℃,最适酸碱度为pH6．5;Na 、Mg2 等离子可提高木聚精酶的水解活性,而Zn2 、Cu2 等离子则对木聚糖酶活性有明显的抑制作用。     

M-26碱性木聚糖酶的分离纯化及酶学性质研究

从Bacillus pumilus M-26发酵液中分离纯化碱性木聚糖酶,进行酶学性质研究,同时制备工业用碱性木聚糖酶制剂。首先将M-26发酵液进行硫酸铵盐析,制备工业用碱性木聚糖酶干品;然后进行sephadexG-25层析脱盐和cellulose DE-52层析得以纯化。硫酸铵的饱和度50%,酶制剂的酶活可达9 000 IU/g,收率为85%;分离纯化使酶的比活为126.32 IU/mg蛋白,纯化倍数为19.89,酶的回收率12.83%;分子量约为20 ku;M-26碱性木聚糖酶的最适温度和pH分别是55℃和pH 8.0,具有一定的耐碱性;该酶无纤维素酶活性,Fe2＋对其有激活作用;Mn2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋对其具有抑制作用。短小芽胞杆菌M-26碱性木聚糖酶具有纸浆生物漂白应用前景。     

Bacillus pumilus WL-11木聚糖酶A的纯化、鉴定及其底物降解方式

对一株BacilluspumilusWL_11木聚糖酶的纯化、酶学性质及其底物降解模式进行了研究。经过硫酸铵盐析、CM_Sephadex及SephadexG_75层析分离纯化,获得一种纯化的WL_11木聚糖酶A ,其分子量为2 6 0kD ,pI值9 5 ,以燕麦木聚糖为底物时的表观Km 值为16 6mg mL ,Vmax值为12 6 3μmol (min·mg)。木聚糖酶A的pH稳定范围为6 0至10 4 ,最适作用pH范围则在7 2至8 0之间,是耐碱性木聚糖酶;最适作用温度为4 5℃～5 5℃,在37℃、4 5℃以下时该酶热稳定性均较好;5 0℃保温时,该酶活力的半衰期大约为2h ,在超过5 0℃的环境下,该酶的热稳定较差,5 5℃和6 0℃时的酶活半衰期分别为35min和15min。WL_11木聚糖酶A对来源于燕麦、桦木和榉木的可溶性木聚糖的酶解结果发现,木聚糖酶A对几种不同来源的木聚糖的降解过程并不一致。采用HPLC法分析上述底物的降解产物生成过程发现木聚糖酶A为内切型木聚糖酶,不同底物的降解产物中都无单糖的积累,且三糖的积累量都较高;与禾本科的燕麦木聚糖底物降解不同的是,木聚糖酶A对硬木木聚糖降解形成的五糖的继续降解能力较强。采用TLC法分析了WL_11粗木聚糖酶降解燕麦木聚糖的过程,结果表明燕麦木聚糖能够被WL_11粗木聚糖酶降解生成系列木寡糖,未检出木糖,这说明WL_11主要合成内切型木聚     

耐碱性木聚糖酶基因在短小芽孢杆菌中高效分泌表达的研究

从木聚糖酶高产短小芽孢杆菌 (Bacilluspumilus)BP5 1中克隆得到木聚糖酶基因xynA ,将其构建在芽孢杆菌表达载体pWH1 5 2 0中得到重组质粒pWSX1 1。xynA由木糖诱导xylA启动子调控xynA表达。采用同源高效表达策略 ,以原生质体转化方法将pWSX1 1转回原始菌株BP5 1中 ,获得重组菌株BPX1 1。通过木糖诱导重组菌株中的xy nA基因高效分泌表达 ,使木聚糖酶产酶活力比原菌株BP5 1提高了 87% ,同时对重组表达的木聚糖酶的酶学性质进行了初步研究     

The Proteomic Response of Bacillus pumilus Cells to Glucose Starvation

Since starvation for carbon sources is a common condition for bacteria in nature and it can also occur in industrial fermentation processes due to mixing zones, knowledge about the response of cells to carbon starvation is beneficial. The preferred carbon source for bacilli is glucose. The response of Bacillus pumilus cells to glucose starvation using metabolic labeling and quantitative proteomics was analyzed. Glucose starvation led to an extensive reprogramming of the protein expression pattern in B. pumilus. The amounts of proteins of the central carbon metabolic pathways (glycolysis and TCC) remained stable in starving cells. Proteins for gluconeogenesis were found in higher amounts during starvation. Furthermore, many proteins involved in acquisition and usage of alternative carbon sources were present in elevated amounts in starving cells. Enzymes for fatty acid degradation and proteases and peptidases were also found in higher abundance when cells entered stationary phase. Among the proteins found in lower amounts were many enzymes involved in amino acid and nucleotide synthesis and several NRPS and PKS proteins.     

短小芽孢杆菌HZbp脂肪酶基因的克隆表达

以短小芽孢杆菌HZbp总DNA为模板以PCR的方式获得512 bp的脂肪酶基因,并在该基因的两端引入了EcoR1和Sal1的酶切位点,将该基因与大肠杆菌表达质粒pSE380连接,获得重组质粒pSE380-BPL。重组质粒转入大肠杆菌表达细胞株BL21,获得工程菌株BL21-BPL。序列分析显示所克隆的基因具有脂肪酶的保守G-X-S-X-G序列,SDS-PAGE电泳显示该脂脂肪酶的分子质量约为20 kDa。在LB培养基中,IPTG诱导浓度为1.0 mmol/L,33℃诱导培养10 h后,发酵液酶活达到8 U/mL。     

短小芽孢杆菌degQ基因的克隆与鉴定

degQ基因编码一个由46个氨基酸组成的多肽,能增强许多芽孢杆菌胞外酶基因的表达．以pMK4作克隆载体构建短小芽孢杆菌基因文库,并用DNA探针原位杂交法从中钓出degQ基因．对克隆基因的DNA序列进行了分析并证明克隆的短小芽孢杆菌degQ基因具有增强枯草杆菌蛋白酶和果聚糖蔗糖酶基因表达的能力．degQ基因克隆有助于研究芽孢杆菌的正调控机理并可望提高外源基因在芽孢杆菌中表达．