pH值对绿色木霉(Trichoderma viride)产纤维素酶的影响

采用微晶纤维素为唯一诱导性碳源,对绿色木霉(Trichoderma viride)在摇瓶发酵过程中控制与不控制pH产纤维素酶进行比较.控制pH时胞外蛋白浓度为0.72 mg/mL比不控制pH时提高43%;FPA、EG、GB和CBH酶活为15.0U/mL,120.0U/mL,1.75U/mL,0.85U/mL分别是不控制pH时的2.1、2.3、11.7和1.7倍.在不同pH下测定纤维素酶液各酶活,表明pH值显著影响纤维素酶各单酶酶活.在pH2.7时,β-葡萄糖苷酶酶活仅为pH4.8时酶活的4%;pH回调试验结果表明β-葡萄糖苷酶对pH敏感,并在催化功能上发生不可逆变化.对纤维素酶液添加分离得到的各单酶,当添加β-葡萄糖苷酶时最多可以提高FPA酶活20%.因此β-葡萄糖苷酶是影响综合酶活的关键酶.通过拉曼光谱检测出β-葡萄糖苷酶在pH5.0有活性状态下,酶蛋白主链结构主要为a-螺旋和无规则卷曲;在pH2.0没有活性状态下,酶蛋白主链结构的无规则卷曲发生较大变化,a-螺旋也受到一定影响.这说明pH对β-葡萄糖苷酶构象的改变是造成其活性变化的主要原因.     

玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化

降低酶解成本是纤维素乙醇生产的关键。利用酶复配技术优化蒸汽爆破处理后玉米秸秆的酶水解工艺条件,以提高纤维素的转化率。通过单因素实验和正交实验,研究了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶对酶解效率的影响规律。结果表明,汽爆玉米秸秆,纤维素含量达42.21%,半纤维素仅为3.65%。纤维素酶对酶解过程起决定性作用,添加40 FPU/g时,酶解率为75.45%;木聚糖酶可促使更多的纤维素暴露出来,添加1 500 IU/g时,酶解率最高为78.03%;β-葡萄糖苷酶有助于消除纤维二糖积累造成的反馈抑制,用量40 IU/g时,纤维二糖浓度为0.330 4 g/100 m L,酶解率达76.45%。正交实验确定最佳工艺为:纤维素酶用量30 FPU/g,木聚糖酶用量800 IU/g,β-葡萄糖苷酶用量40 IU/g;该条件下,进行底物质量浓度25%的验证实验,葡萄糖达9.3g/100 m L,若用单一天冠纤维素酶,葡萄糖仅5.9 g/100 m L,提高了57.63%。三种酶的影响顺序为:纤维素酶木聚糖酶β-葡萄糖苷酶。     

液态发酵条件下拟康宁木霉8985产纤维素酶能力初探

液态发酵条件下,以微晶纤维素为唯一碳源,比较了拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis 8985和里氏木霉T. reesei QM9414产纤维素酶的能力。8985发酵12 h开始产生纤维素酶,36 h时酶活达到产酶峰值的50%,此时QM9414尚未诱导产酶。测定8985发酵84 h时上清液中滤纸纤维素酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶的酶活分别为1.06、3.62、1.80和6.67 IU/mL,分别是QM9414上述酶活的1.72、1.70、6.35和1.12倍。8985滤纸纤维素酶酶活的最适反应条件为pH 4.5,反应温度50 ℃,在Fe³⁺ (≤ 4 mmol/L)和Cu²⁺ (0-10 mmol/L)存在条件下酶活稳定。     

有机复合物H对纤维素酶促反应动力学特性的影响

采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)为显色剂,滤纸和CMC为底物,测定纤维素酶的酶活.考察了在不同温度、pH值、反应时间、底物浓度等反应条件下,有机复合物H对纤维素酶滤纸酶活(FPA)和CMC酶活(CMCA)的影响.结果表明,有机复合物H对纤维素酶的FPA活性和CMCA活性均有一定的促进作用,且在不同条件下的促进效果有较大差异.     

碱性木聚糖酶产生菌的筛选、XynG1-3基因克隆表达及酶学性质研究

从造纸厂周边碱性土壤中分离、筛选到一株产碱性木聚糖酶的细菌G1-3,根据形态和生理、生化特性并结合16SrDNA序列分析,鉴定菌株G1-3为短小芽孢杆菌,命名为Bacillus pumilus G1-3.利用克隆表达载体pET-22b(+),实现了Bacillus pumilus G1-3碱性木聚糖酶基因XynG1-3在E.coli BL21中的表达.经氨基酸序列分析,木聚糖酶XynGl-3属于GH11家族的小分子木聚糖酶.重组木聚糖酶XynG1-3经镍离子亲和层析一步纯化后,获得凝胶电泳条带单一的蛋白样品,经SDS-PAGE检测其分子量为24 kD.对酶学性质进行分析,重组酶XynG1-3最适作用温度为55℃,最适作用pH为8.0;该酶在60℃保温1h,残余酶活保持为原来的56％,pH作用范围较广,在pH10.0下保存1h,残余酶活仍能保持75％,为耐碱性木聚糖酶.     

木聚糖酶和甘露聚糖酶在毕赤酵母中的共表达及产酶分析

木聚糖酶和甘露聚糖酶是两种重要的半纤维素酶,也是两种重要的饲用酶制剂,通过毕赤酵母表达系统中的体外串联表达盒构建多拷贝的方法构建了木聚糖酶DSB和甘露聚糖酶Man A共表达重组质粒p PICZαA/DSB-ManA,将该重组质粒电转化至宿主菌毕赤酵母X33中获得共表达两种酶的重组菌X33/DSB-ManA,实现了两种酶的共分泌表达,经诱导表达后木聚糖酶和甘露聚糖酶的酶活分别为273. 6 U/ml和256. 8 U/ml,为单独表达重组菌X33/DSB和X33/Man A酶活的30. 4%和73. 4%。酶学性质的分析显示DSB和Man A的最适反应温度均为75℃,在45℃～75℃范围内具有较好的温度稳定性,酶活可保持最高酶活的60%以上; DSB最适pH为6. 5,Man A最适pH为6. 0,在pH 3. 0、40℃条件下,Man A处理1h能保持最高酶活的80%以上,DSB处理1 h时能保持最高酶活的50%以上; DSB和Man A对多种金属离子和化学试剂(浓度为1 mM)具有较好的耐受性,均可保留60%以上的酶活力。通过单一菌株成功完成了不同酶的共表达,为复合酶饲料添加剂的生产和应用研究提供了一定的理论依据。     

耐冷皮壳正青霉一种木聚糖酶的纯化与性质研究

研究了耐冷皮壳正青霉Eupenicillium crustaceum一种木聚糖酶的纯化和酶学性质。采用硫酸铵沉淀和阴离子交换层析的方法,从耐冷皮壳正青霉液体发酵液中分离纯化出一种亚基分子量35kDa的木聚糖酶。酶学性质研究表明,酶的最适pH值为5.5,在pH4.5-6.5范围内具有较高的催化活性。最适温度为50℃,20℃下酶活为最高酶活的40%。Ag+和Fe2+大幅度提高木聚糖酶的酶活,而Mn2+和Hg2+强烈抑制木聚糖酶的活性。同时,该木聚糖酶具有严格的底物特异性。     

氨基化硅胶载体固定化纤维素酶的研究

用硅胶作载体,戊二醛作交联剂,制备了固定化的纤维素酶。对制备固定化纤维素酶的偶联剂浓度、pH、给酶量3个影响因素进行了研究,通过正交试验优化得出最佳的固定化条件:交联剂戊二醛浓度为1%,固定化pH值为5,固载量为每克载体100mg纤维素酶。     

有机复合物H对纤维素CMC酶活的影响

采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)为显色剂,CMC为底物,测定纤维素酶的酶活。考察了在不同的酶促反应温度、pH值、底物浓度、反应时间等反应条件下,有机复合物H对纤维素酶CMC酶活(CMCA)的影响。结果表明,有机复合物H对纤维素酶的CMCA活性有明显促进作用,且在不同条件下的促进效果有较大差异。     

壳聚糖固定化木聚糖酶的研究

从青霉菌m8提取出木聚糖酶,将其固定在用戊二醛交联的壳聚糖载体上。1．0g壳聚糖与4％的二醛结合固定3．5mg蛋白,酶活回收率为46．6％。在酶的最适pH为4．6,固定化酶为pH3．8。原酶的最适温度为55℃,固定化酶在60－75℃都具有较高活性。固定化酶的耐热性优于原酶,固定化酶的表现Km值略低于原酶,前者为5．0×10－2g／L,后者为3．58×10－2g／L。     

Coexpression of β-mannanase and xylanase genes in Escherichia coli

[目的]β-甘露聚糖酶和木聚糖酶都属于半纤维素酶,它们已经同时运用于工农业生产的许多领域.构建β-甘露聚糖酶和木聚糖酶共表达菌株并进行相关评价.[方法]通过设计一个共同的酶切位点,将菌株Bacillus subtilis BE-91中的β-甘露聚糖酶和木聚糖酶基因串联到表达载体pET28a(+)上,转化大肠杆菌构建了一株能够共表达β-甘露聚糖酶和木聚糖酶的菌株B.pET28a-man-xyl.[结果]菌株诱导21h后,发酵液中β-甘露聚糖酶和木聚糖酶的酶活分别为713.34 U/mL和1455.83 U/mL,是胞内酶活的11.8倍和2.53倍.[结论]SDS-PAGE分析、水解圈活性检测和胞外酶与胞内酶酶活检测表明:两个酶均以功能蛋白独立分泌到胞外.此外,与β-甘露聚糖酶和木聚糖酶单独酶解半纤维素相比,复合酶的酶解效果更好.菌株的成功构建为复合酶制剂(半纤维素酶制剂)的研究和生产奠定基础.     

中国新分离碱性耐热芽孢杆菌的木聚糖酶产酶特征

目的：检测由中国新分离碱性耐热芽孢杆菌[1]产生的粗木聚糖酶的酶活。方法：通过DNS法测定粗木聚糖酶的酶活。结果：实验表明,以橡树木聚糖为底物培养的新分离菌株在30-50℃处理2h酶活不丧失。其中,XJU-1菌株在60、70和80℃时粗酶酶活分别丧失是最初酶活的1.54%、19.09%和72.59%;而XJU-80的粗酶酶活分别是3.59%、26.43%和72.59%。两个菌株产生的粗木聚糖酶的最适pH是7.5-8.0。将该粗酶在pH 7.0-9.0（50℃）处理24h后,酶活几乎均降低最初酶活的18%。结论：由XJU-1和XJU-80产生的木聚糖酶是生化领域有用的嗜碱耐热酶。     

纤维素酶高产菌株的复合交替诱变选育

以里氏木霉ZM-4为出发菌株,研究了紫外诱变、硫酸二乙酯诱变以及紫外与硫酸二乙酯复合交替诱变等不同诱变方法对其产纤维素酶能力的影响,力求得到高产纤维素酶突变株.结果表明,复合交替诱变的正突变率最高,达45.98%.其中,突变株ZM4-F3具有最高的产酶能力,其滤纸酶活值达11.71U,比出发菌株ZM-4提高了19.75%.对ZM4-F3产纤维素酶酶系进行了详细分析,发现其葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶及β-葡萄糖苷酶酶活均较出发菌株ZM-4有显著提高,其中以β-葡萄糖苷酶酶活增幅最大,达58.3%.利用ZM4-F3降解稻草96h,还原糖产量达2.231g/L,比出发菌株提高了21.7%;利用ZM4-F3降解稻草144h,纤维素分解率和稻草分解率分别达53.01%和68.32%,比出发菌株分别提高了20.2%和14.0%.在对ZM4-F3进行6代连续培养后,仍能保持较高及较稳定的产酶能力,可以应用于工业生产.     

一株产木聚糖酶嗜热菌的鉴定及酶学性质

从云南腾冲热泉水样中分离筛选得到一株产木聚糖酶的菌株。通过细菌形态观察、生理生化特性并结合16S rDNA序列分析,经鉴定,该菌为地芽孢杆菌(Geobacillus sp.),命名为Geobacillus sp.PZH1。对该菌株所产嗜热木聚糖酶及酶学特性进行了初步研究。SDS-PAGE和酶谱分析测得该酶分子量约为69 kD;酶的最适反应pH和最适反应温度分别为7.0和70°C,在pH 5.0-11.0和40°C-100°C范围内均有较高酶活;该酶在pH 5.0-12.0范围内和70°C以内具有较高的稳定性;40°C-100°C范围内,该木聚糖酶没有被检测到纤维素酶活性。     

木质层孔菌原生质体的制备与再生条件的研究

目的：提高木质层孔菌原生质体的产量和再生率,为进一步诱变育种提高菌株产木质纤维素酶活力打下基础。方法：通过单因素实验分别筛选合适的酶浓度、菌丝的菌龄、酶解温度、酶解时间、渗透压稳定剂与pH值。结果：在酶解液浓度为2.0%纤维素酶＋2.0%蜗牛酶、菌龄60h、酶解温度32℃、酶解时间3h,以0.8mol/L的NaCl溶液为渗透压稳定剂,pH值为5.0时,原生质体形成量达4.13×10^5个/mL,再生率可达6.95%。有效地提高了木质层孔菌原生质体的产量和再生率。     

壳聚糖固定化半纤维素酶的研究

从青霉菌m8提取出半纤维素酶,将其固定在用戊二醛交联的壳聚糖载体上.0.5 g壳聚糖与4%的戊二醛结合固定2.5 mg蛋白质,酶活回收率为45.6%. 原酶的最适pH为4.6,固定化酶为pH 3.6.原酶的最适温度为55℃,固定化酶在60～75℃都具有较高活性.固定化酶的耐热性优于原酶. 以半纤维素为底物,固定化酶的表观K_m值略低于原酶,前者为5.0×10^－2 g/L,后者为3.58×10^－2 g/L.     

β-甘露聚糖酶和木聚糖酶基因在大肠杆菌中共表达

【目的】β-甘露聚糖酶和木聚糖酶都属于半纤维素酶,它们已经同时运用于工农业生产的许多领域。构建β-甘露聚糖酶和木聚糖酶共表达菌株并进行相关评价。【方法】通过设计一个共同的酶切位点,将菌株Bacillus subtilis BE-91中的β-甘露聚糖酶和木聚糖酶基因串联到表达载体pET28a(+)上,转化大肠杆菌构建了一株能够共表达β-甘露聚糖酶和木聚糖酶的菌株B.pET28a-man-xyl。【结果】菌株诱导21 h后,发酵液中β-甘露聚糖酶和木聚糖酶的酶活分别为713.34 U/mL和1455.83 U/mL,是胞内酶活的11.8倍和2.53倍。【结论】SDS-PAGE分析、水解圈活性检测和胞外酶与胞内酶酶活检测表明:两个酶均以功能蛋白独立分泌到胞外。此外,与β-甘露聚糖酶和木聚糖酶单独酶解半纤维素相比,复合酶的酶解效果更好。菌株的成功构建为复合酶制剂(半纤维素酶制剂)的研究和生产奠定基础。     

康宁木霉QF-02纤维素酶酶学性质的研究

对康宁木霉QF-02生产的纤维素酶的一般酶学性质进行了研究。该纤维素酶系中滤纸酶、羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶、β-葡萄糖苷酶的最适作用温度分别为55℃、65℃、50℃和70℃,最适作用pH为4.0-5.0;在40-50℃范围内热稳定性较好,24 h保温后的残留酶活在48.5%以上;在pH3.0-8.0范围内比较稳定,4℃保存24h后的残留酶活在75.7%以上。与几种商品纤维素酶相比,该纤维素酶对未处理和碱预处理稻草都表现出较强的糖化能力。     

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。     

Acremonium纤维素酶在玉米芯糖化中的应用

玉米芯作为一种木质纤维素类农业废弃物,同时也是生产生物乙醇的潜在原料。在玉米芯糖化过程中,纤维素酶的作用是十分关键的。本研究比较了里氏木霉纤维素酶、绿色木霉纤维素酶和Acremonium纤维素酶各相关酶活。其中Acremonium纤维素酶的滤纸酶活约是里氏木霉纤维素酶的6倍,是绿色木霉纤维素酶的8倍。其羧甲基纤维素酶活和绿色木霉纤维素酶基本相等。Acremonium纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活是里氏木霉纤维素酶的38倍,以及绿色木霉纤维素酶的41倍。而Acremonium纤维素酶的木聚糖酶活只相当于绿色木霉纤维素酶的70%。这说明Acremonium纤维素酶降解纤维素的能力可能强于另两种纤维素酶,而降解半纤维素类物质的能力要弱于绿色木霉纤维素酶。在玉米芯糖化实验中,使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高葡萄糖浓度比里氏木霉纤维素酶的高14%,比绿色木霉纤维素酶的高58%。Acremonium纤维素酶用量在10 FPU/g时,反应16 h就基本可以达到最佳效果,而另两种酶用量则需达到30 FPU/g,反应48h才能达到最佳效果。使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高木糖浓度与里氏木霉纤维素酶相等,比绿色木霉纤维素酶低42%。而同时使用Acremonium纤维素酶及绿色木霉纤维素酶时,其糖化液中最高木糖浓度有所提高,比绿色木霉纤维素酶的高31%。Acremonium纤维素酶可以有效地应用于玉米芯糖化,为玉米芯的资源化提供一种可能的方案。