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。     

极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii几丁二糖脱乙酰酶的克隆、表达及性质研究

利用PCR扩增技术从极端嗜热古菌Pyrococcus horikoshii 中得到预测为几丁二糖脱乙酰酶的基因（Dacph,PH0499）,将其克隆入表达质粒pET15b,并在E.coliBL21_codonPlus(DE3)_RIL中表达获得可溶的Dacph重组蛋白（31.6kDa）,TLC分析证明Dacph能够脱去N_乙酰氨基葡萄糖及几丁二糖的一个乙酰基,并与氨基葡萄糖苷酶（BglAPh）共同作用水解几丁二糖生成氨基葡萄糖,从而被命名为一种几丁二糖脱乙酰酶。与Pyrococcus horikoshii中外切氨基葡萄糖苷酶等共同作用,Dacph可能在嗜热球古菌独特的几丁质降解途径中起重要作用。     

蜜环菌胞外漆酶的合成、纯化及性质研究

研究了蜜环菌胞外漆酶合成条件和酶学性质。实验表明,培养基初始pH5.5、培养温度25℃有利于菌株产酶;与麦芽糖、山梨糖和半乳糖相比,纤维二糖和棉子糖作为碳源时漆酶产量更高;有机氮源比无机氮源有利于漆酶合成。泥炭提取液可显著诱导漆酶生成,当其含量为50%时,菌株漆酶最高产量是对照组的7倍。在蜜环菌发酵上清液中检测到3个漆酶同功酶组分,其主要活性（约占75%）组份漆酶A经 (NH₄)₂SO₄沉淀、制备级PAGE电泳和阴离子交换柱层析被分离纯化至电泳均一,SDSPAGE法测得酶亚基分子量59kD,凝胶过滤色谱法测定活性酶分子量58kD。纯化的漆酶A等电点pI为4.0,氧化愈创木酚的最适反应pH为5.6,最适温度为60℃,在60℃和65℃时半衰期分别为45min和36.8min,在pH5.2～7.2范围内稳定性较好。100mmol/L Cl^-对该酶有显著抑制作用,1mmol/L SO^2-₄ 对漆酶有激活作用,1mmol/L NaN₃可完全抑制酶活性,10 mmol/L EDTA对漆酶活没有明显影响,1mmol/L Cu²⁺对漆酶有激活作用。以愈创木酚为底物时,测得酶的K_m=1.026mmol/L,V_max=5μmol/(min·mg);以ABTS为底物时,测得其K_m=0.22mmol/L,V_max=69μmol/(min·mg)。     

贝壳状革耳菌和黄孢平革菌固体培养酶系比较

白腐菌黄孢平革菌(Phanerochaete chrysosporium) 与贝壳状革耳菌(Panus conchatus)在类似自然状态的固体培养条件下酶的分泌情况有 较大差异。P.conchatus和P.chrysosporium的主要木素降解酶分别是漆酶和锰过氧化物酶 ;两种菌均产生较高水平的木聚糖酶;P.conchatus在整个培养过程中所产生的内切葡 聚糖酶、微晶纤维素酶和纤维二糖酶活力均比P.chrysosporium相应酶的活力低得多, 尤其是内切葡聚糖酶。研究结果初步揭示了P.conchaus降解木素的主要酶系及选择性降 解木素的原因。     

自絮凝酵母SPSC01在组合反应器系统中酒精连续发酵的研究

建立了一套由四级磁力搅拌发酵罐串联组成、总有效容积4000mL的小型组合生物反应器系统 ,其中一级罐作为种子培养罐。以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为种子培养基和发酵底物 ,进行了自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵的研究。种子罐培养基还原糖浓度为100g L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 和KH₂PO₄ 各 20g L ,以0.017h^-1 的恒定稀释速率流加 ,并溢流至后续酒精发酵系统。发酵底物初始还原糖浓度 220g/L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 15g/L和KH₂PO₄2 5g/L ,流加至第一级发酵罐 ,稀释速率分别为 0.017、0.025、0.033、0.040和0.05 0h^-1。实验数据表明 ,自絮凝颗粒酵母在各发酵罐中呈部分固定化状态 ,在稀释速率0.040h^-1 条件下 ,发酵系统呈一定的振荡行为 ,其他四个稀释速率实验组均能够达拟稳态。当稀释速率不超过 0 0 33h^-1 ,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到 12 % (V/V)以上 ,残还原糖和残总糖分别在 0 11%和 0 35 % h^-1,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到12%（V/V）以上,残还原糖和残总糖分别在0.11%和0.35%（W/V）以下。在稀释速率为0.033h^-1时,计算发酵系统酒精的设备生产强度指标为3.32（g·L^-1·h^-1）,与游离酵母细胞传统酒精发酵工艺相比,增加约1倍。     

海枣曲霉β-葡萄糖苷酶的催化性质

本文研究了海枣曲霉(Aspergillus phoenicis)β-葡萄糖苷酶的底物特异性以及不同化学试剂对酶活力的影响。该酶水解对一硝基酚基-β-葡萄糖苷、纤维二糖和水杨素的相对活力分别为100、180和67.3。水解对一硝基酚基β-葡萄糖苷和纤维二糖的Km值分别为0.97mmol／L和1 8mmol／L,Vmax分别为576μmol min-1.mg-1和595μmol.min-1.mg-1.mg-1。Ag+、D-葡萄糖和纤维二糖对酶活力有强烈的抑制作用。Lineweaver—Burk作图法及Dixon作图法表明D-葡萄糖对该酶显示竞争性抑制作用,其Ki值分别为30mmol／L和3．4mmol／L。     

半连续灌注培养中杂交瘤细胞的生长和代谢

考察了在半连续灌注培养中WuT₃杂交瘤细胞在不同灌注速率下细胞生长的动态变化,培养基中主要基质的消耗和代谢物的生成。当灌注速率D从1.0/d升高到2.0/d时,乳酸得率系数Y_lac/glu降低18%,氨得率系数Y_amm/gln降低40%,丙氨酸得率系数Y_ala/gln升高58%,甘氨酸得率系数Y_gly/gln基本恒定。说明在灌注速率升高的条件下,细胞会调整代谢机制,丙酮酸和过量的谷氨酸通过转氨作用生成丙氨酸而非甘氨酸。     

螺旋纤维床固定化反应器两步法生产壳聚糖酶

采用了菌体生长与产酶分步的新工艺利用里氏木霉（Trichoderma reesei） ATCC56764生产壳聚糖酶,酶活力比在相同条件下进行的一步法产酶提高了1.7倍。采用此工艺在螺旋纤维床生物反应器中进行产酶试验,酶活比采用游离细胞培养又提高了39%,达到0.246U/mL。固定化菌丝还能够长期保持活性,在重复分批操作中,经过10批共15天的产酶实验,平均每批的酶活保持在0.235U/mL左右。     

绮丽刺毛霉的一种新型甘氨酸氨肽酶的研究

研究了产自于绮丽刺毛霉（Actinomucor elegans）的一种甘氨酸氨肽酶。分子筛层析表明该酶的天然分子的分子量为320kD,SDSPAGE分析表明蛋白质的亚基分子量为565kD。该酶水解含有甘氨酸残基的底物（如glycinenaphthylamine）的效率要较其它氨基酸残基高得多。该酶的最佳反应温度为30℃,最佳pH为8.0。酶的Km和Kcat值分别为0.24mmol/L与1008 s^-1。1.0mmol/L Zn²⁺,Cu²⁺和Cd²⁺可完全抑制该酶的活性。作用于酶巯基的化学物质对酶活性都有抑制作用。根据络合剂反应的实验结果表明该酶是一种含有金属的酶。当与蛋白酶共同作用时该酶除了甘氨酸外还能提高脯氨酸、精氨酸及谷氨酸的水解率。     

含易降解有机质时对苯二甲酸(TA)厌氧降解动力学

含易降解有机物的对苯二甲酸有机废水在厌氧处理时,其中的易降解有机质通过甲烷发酵被优先利用,其中间代谢物对对苯二甲酸的降解有抑制作用,同时,对苯二甲酸自身的降解也存在底物抑制现象。本文建立了有易降解有机质存在时对苯二甲酸厌氧降解的抑制动力学模型方程：q=q_max SS+Ks[1+(I-0.86)/K_I,s,并利用非线性回归,确定了模型参数q_max=1972.0mgTA/gVSS·d;K_s=20.2844gTA/L;K_I,I=2.041gCOD/L;K_I,s=0.0108 gTA/L,实验数据对该动力学方程能较好拟合。在此基础上提出两段厌氧处理新工艺。     

纤维素酶解过程的分析和测定

用多元回归法定量分析了绿色木霉Trichoderma ciride 纤维素酶系的三类组分及其协同效应在纤维索粉酶解中的作用。结果表明,纤维素的溶解由CBH组分和EG组分的协同作用所决定,任一单一组分或其它组分间协同作用的效应都很微弱。而还原糖的生成则主要是在此基础上由纤维二糖酶所促进的。当纤维素粉分解近70％时,x光衍射分析表明,其无定形区酶解73．6％,结晶区酶解66．6％,两者几乎同时被分解。由此,提出了一个同时测定纤维素酶系的纤维溶解活力和糖化活力的方法。     

黑曲霉菊糖酶的纯化及性质

黑曲霉(Aspergillus niger)319发酵液经硫酸铵分级沉淀、DEAE-纤维素52离子交换层析和Sephadex G-100分子筛层析,得到了电泳纯的菊糖酶组分。提纯倍数为67,收率为25.5％。菊糖酶的最适pH为5.0,最适温度为60℃。此酶为单亚基蛋白,凝胶过滤法测得分子量为28000,含糖13.9％,用等电聚焦法测得等电点为5.4,该酶对温度有较高的稳定性,对pH的稳定范围较窄。Hg²⁺、Pb²⁺和Cu²⁺对该酶有强烈的抑制作用。此酶对菊糖有较强的底物专一性,产物为果糖,但它也可作用于蔗糖,I/S值为0.348。当以菊糖为底物时,K_m为6.25mmol/L,V_m为67.11 μmol·mg~(-1)·min~(-1)。     

白腐菌产锰过氧化物酶条件的研究

白腐菌Phanerochaeta chrysosporium MIG. 383降解桉木时具有显著的选择性,30天内降解37．23％Klason木素,7.29％综纤维素。该菌株产胞外锰过氧化物酶,并在高碳低氧培养基中显示较高酶活。静置液体培养的优化培养条件是(L^-1)：10g葡萄糖,2mmol酒石酸铵,10mmol pH4.5醋酸钠缓冲液,1g吐温80,2gK₂PO₄,0.5g MgSO₄·7H₂O,0.1g CaCl₂·2H₂O,lmg VB₁,70ml微量元素混合液：最适产酶温度是37℃。上述条件下,该菌接种后静置培养4天,产锰过氧化物酶活达1840U／L,酶作用最适温度是37℃,最适DH是3.5。     

Trametes sp. AH28-2漆酶A的诱导合成及其基因5′-端调控区的克隆与分析

Trametes sp. AH28-2漆酶同工酶的合成需要铜离子的存在,较高浓度的Cu²⁺有利于漆酶合成。在以葡萄糖为碳源补加0.5mmol/L Cu²⁺的培养基中生长时,发酵液漆酶活性为44.3u/L,同时补加4.0mmol/L邻甲苯胺时,漆酶酶活提高到71.0u/L;而在补加Cu²⁺和邻甲苯胺的纤维二糖培养基中,酶活上升至2584u/L,为葡萄糖培养基的36.4倍。邻甲苯胺和铜离子诱导产生的漆酶同工酶组分,均为漆酶A（LacA）。竞争性RT-PCR分析表明,漆酶A基因（lacA） 转录本的累积伴随有发酵液漆酶活性的增加,邻甲苯胺对lacA的调控发生在转录水平。lacA 结构基因长2110bp,含有10个内含子;lacA的Cdna序列为1560bp,编码520aa的漆酶蛋白,其氨基酸序列与其它真菌漆酶具有较高的相似性。采用改进的反向PCR技术,扩增得到的lacA5′-端调控区长1881bp,分析表明,该区域上分布有1个TATA框、7个CAAT框和多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括5个MRE元件、9个CreA结合位点、4个XRE元件、2个STRE元件和7个氮因子调控位点等。这些序列位点的存在部分地对应了菌株摇瓶发酵条件下lacA的表达规律。     

蜗牛酶中一种人参皂苷Rb1水解酶的分离纯化

通过DEAE-Sepharose离子交换分段层析,DEAE-Sepharose离子交换梯度层析和Sephadex G100凝胶过滤层析三种方法的联用从中华白玉蜗牛消化酶中分离出一种人参皂苷Rb1水解酶。分离后该酶在SDS-PAGE上呈单一蛋白质条带。应用SDS-PAGE和凝胶过滤层析对分子量的测定,提示该酶是由4个分子量为110～115 kD的相同亚基组成的同源四聚体。Rb1为底物的动力学参数K_m和V_max分别为0.790 mmol/L和10.192 μmol/min/mg。该酶对人参皂苷Rb₁糖键进行有选择的水解,可水解人参皂苷Rb₁C₂₀位的一个糖苷键生成人参皂苷Rd。     

产气肠杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因的克隆和表达及影响重组酶活性的因素

用PCR方法从产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)中克隆出09kb的DNA片段,经DNA测序证明是α-乙酰乳酸脱羧酶(α-acetolactate decarboxylase,α-ALDC)基因。将α-ALDC基因重组到质粒pBV220后,转化大肠杆菌,经筛选获得高效表达的重组子菌株。重组α-ALDC基因表达量占菌体总蛋白量的27%。酶活检测表明重组子细胞表达的α-ALDC活性是产气肠杆菌的12000倍。另外,粗提的重组α-ALDC的最适pH为6.5～7.0,pH稳定范围为5.5～8.0,适合的温度为35～45℃。Ba²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Sn²⁺可提高重组α-ALDC的活性。氨基酸修饰剂可降低其活性。     

枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶的纯化及其特性

利用硫酸铵沉淀、羟基磷灰石柱层析、Sephadex G-75凝胶过滤和DEAE-52离子交换柱层析的方法,将枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶纯化了30.75倍,同时,该酶比活达到3478056 u/mg,收率达到23.43%。利用SDS-PAGE凝胶电泳和Sephadex G-75凝胶过滤的方法测得枯草芽孢杆菌SA-22 β-甘露聚糖酶的分子量分别为38 kD和34 kD。实验发现该酶的最适pH为6.5,在pH 5～10的范围内稳定;该酶最适温度为70℃,在50℃保温4h后其活力不变,在60℃保温4 h后剩余酶活为74.2%,70℃的酶活半衰期为3h。实验还发现Hg²⁺对酶活力有明显抑制作用。该酶对槐豆胶和魔芋胶的K_m和V_max值分别为11.30mg/mL, 4.76mg/mL和188.68(μmol·mL^-1·min^-1), 114.94(μmol·mL^-1·min^-1)。     

溶氧反馈分批补料高密度培养人骨形成蛋白-2工程菌

对表达人骨形成蛋白2成熟肽的基因工程大肠杆菌E.coli DH5α/pDH-B²m在500mL摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,并在此基础上扩大至NBS Bioflo IV 20L发酵罐,利用溶氧反馈-分批补料培养技术：在培养过程中保持适当的溶解氧（40%）,以溶氧值在线反馈控制搅拌速度及流加补料培养基,使细菌保持适当的比生长率,成功地进行了工程菌的高密度培养,最终菌体密度达OD₆₀₀=57,每升干菌量22.8 g,目的蛋白的表达量占细菌总蛋白的30%,人骨形成蛋白2成熟肽的理论产率达到3.59 g/L。      

固定化地衣芽孢杆菌R08吸附Pd2+的研究

比较了四种固定菌体的方法。结果以聚乙烯醇—海藻酸钠包埋地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)R08菌体,制成直径约2mm的颗粒,然后用磷酸缓冲液处理,5%戊二醛溶液交联,制得的固定化R08菌体(PIRB)对Pd²⁺的吸附率最高。PIRB吸附Pd²⁺的最适pH值为35。吸附作用是一种迅速的过程。在5℃～60℃范围内,吸附作用不受温度的影响。溶液中的PIRB含量和Pd²⁺起始浓度影响吸附作用,在05gPIRB/L、200mg Pd²⁺/L、pH35和30℃条件下,吸附60min,吸附量达94.7mg/g干重。吸附过程符合Freundlich和Langmuir吸附等温式。Au³⁺等离子抑制PIRB对Pd²⁺的吸附。用lmol/L HCl洗脱PIRB所吸附的Pd²⁺,解吸率为83.6%。在填充床反应器中,在流速2mL/min、100mgPd²⁺/L、2.5g PIRB(干重)、pH3.5和30℃条件下,反复吸附-解吸附,最初5批的饱和吸附量、吸附率和解吸率分别平均为44.3mgPd2+/g干重、89.4%和82.5%。在与上述相同的条件下,PIRB对废钯催化剂处理液中的Pd2+的吸附量为41.3mg/g,吸附率为88.6%。     

微水体系中荧光假单胞菌脂肪酶催化合成单甘酯

研究了无溶剂微水体系中荧光假单胞菌脂肪酶 (PFL)催化油脂甘油解合成单甘酯的反应因素以及多温程非均相固液反应对单甘酯产率的影响。以初始体系最低共熔点 (PFL)取代临界温度学说中的油脂初熔点 ,通过考察不同IEP体系的甘油解 ,发现PFL酶促油脂甘油解时存在碳链基质特异性的函数关系 ,即反应物油脂中饱和碳残基的质量百分含量 (C₁₆+C₁₈)与单甘酯产率间符合以下多项式:Y =- 0.0006X³ +0.0592X²-0.8909X+26.753(13%<X<76.5%),式中X为C₁₆+C₁₈,Y为40℃时等温反应条件下的单甘酯产率。IEP为40℃时,最适等温反应条件如下：加水量3%～4.5%,加酶量为500μ/g油酯摩尔比1：2.5-5.0(油酯：甘油)反应温度40℃.实验条件下多步等程序降温反应48h后单甘酯最高产率为81.4%.