黑曲霉糖化酶的分离纯化及其性质

采用硫酸铵分级DEAE-纤维素离子交换层析、Sephadez G—150凝胶过滤等方法,从黑曲霉AS 3.4309变异株B-11的发酵液中分离出三种电泳均一的糖化酶(GI、Gill、GII)。其收率分别为0.8％、50％和18．6％。GI、Gill和GII的分子量分别为27000、67000和53000;等电点分别为3.38、3.52和3．59;含糖量分别为8．7％．13．6％和18．3％;最适pH分别为4.4、4．6和4.6;对可溶性淀粉的Km值分别为2．0、0．77和1．18g／L;二级结构中a-螺旋含量分别为18．4％、23．9％和28．9％;最适温度均为70℃。生淀粉可吸附Gill,吸附率达80％。此外还测定了三种同工酶的氨基酸组成及含量。GI、GII和GIII均由一条多肽链组成。     

产糖化酶黑曲霉的固定化研究

采用多孔聚酯材料作为固定化载体,考察并比较了载体吸附固定化黑曲霉菌丝细胞的条件,当菌丝体细胞与载体预培养的条件为pH值5.0、孢子浓度为105个/ml、固液比为1/75时,有利于菌丝体的生长、吸附固定及发酵产酶.在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,发酵过程持续产酶时间有一定程度的延长,产糖化酶活力始终高于游离菌丝体.     

产糖化酶黑曲霉固定化方法比较的研究

采用海藻酸钙凝胶电埋法、以沸石、多孔聚酯等材料为固定化载体的吸附法固定黑曲霉（Aspergillus niger AS3.4309)菌丝细胞,以游离菌丝体作为对照,进行发酵产糖化酶的比较,结果表明：以聚酯泡沫作为固定化载体吸附固定化菌丝细胞产糖化酶活力最高。在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,固定化黑曲霉持续产酶时间有一定程度的延长。     

蓝光诱导促进黑曲霉产糖化酶的研究

考察了蓝光对黑曲霉产糖化酶的影响并采用扫描电镜观察蓝光下黑曲霉形态发育过程,结果表明,与黑暗对照组相比,蓝光处理使菌丝粗壮,孢囊增大,分生孢子发育提前,黑曲霉糖化酶活力增加,孢子发育和产糖化酶的进程有一定的对应性。黑曲霉在黑暗下生长至36h时,经蓝光诱导糖化酶产量提高更为明显,提示了黑曲霉存在一个对蓝光反应产生最适光感应的发育阶段,对于光调节黑曲霉产糖化酶来说,蓝光诱导的光强由弱到强,比持续蓝光培养或采用较高光强诱导效果更好,表明黑曲霉产糖化酶存在一种光适应机制,能够感应和适应光强度变化,调节其自身代谢。从抑制性扣除杂交实验和蓝光光强变化对差异基因表达的分析来看,糖化酶基因以及呼吸链中部分氧化还原酶基因在蓝光诱导下表达皆有增强,蓝光信号转导影响了核基因编码的线粒体呼吸链相关酶基因表达水平,交替氧化酶可能参与了蓝光信号途径,影响了黑曲霉产糖化酶和孢子发育。研究结果可为在现有水平上应用蓝光调节提高糖化酶产量找到新的技术突破口和提供新思路。     

黑曲霉糖化酶基因表达调控的研究：I.高产及低产菌株糖化酶表达…

对黑曲霉高产菌株Ｔ２１和原始菌株３．７９５糖化酶的基因表达从菌体生长、酶形成动力学、ｇｌａＡ基因拷贝数、糖化酶ｍＲＮＡ含量及其稳定性等多个方面进行了分析和比较。Ｔ２１和３．７９５糖化酶的大量产生均自菌体生长的静止期开始。培养７２ｈ捂得的菌体浓度相同,但Ｔ２１产生的糖化酶量为３．７９５的１０￣１７倍,说明糖化酶产量的差异不是因生物量或酶起始合成期不同引起的,而是由于细胞内酶表达量不同引起的。Ｎｏｒｔ     

黑曲霉S1生淀粉糖化酶生物合成的调节研究

本文对黑曲霉S_1(Aspergillus niger S_1)生淀粉糖化酶生物合成调节进行了初步研究,认为该菌生淀粉糖化酶的合成与菌体生长呈负相关,即酶的合成过程是典型的选择性合成过程。该菌生淀粉糖化酶的合成受降解物阻遏调控,缓慢供给低浓度易利用碳源和添加环腺苷磷酸(cAMP)可使酶的合成消阻遏,通过研究放线菌素C_1(Actinomycin C_1)等抑制剂对酶合成的影响而推断黑曲霉S_1生淀粉糖化酶合成的阻遏调控发生在转录水平上。     

蓝光促进黑曲霉分生孢子发育和产糖化酶的研究

以黑暗为对照 ,研究了不同光质对黑曲霉产糖化酶及生长发育的影响。持续蓝光作用下 ,孢子萌发后菌丝较粗 ,菌丝细胞顶端膨大显著 ,菌丝细胞膜的通透性增加 ,残糖消耗快 ,孢子和孢子穗增大。在 3(4d时 ,蓝光下菌丝产糖化酶活力最高达 6 6 0 (30U mL ,比黑暗高出了 15. 4 % ,生物量增加了 4 9. 4 8% ,菌丝细胞可溶性蛋白含量提高了10 0. 5 6 % ,尤其是在开始产孢子的阶段 ,蓝光下黑曲霉产糖化酶活力、生物量有很大提高。研究表明 ,蓝光明显促进黑曲霉分生孢子发育和产孢阶段包括糖化酶在内的多种淀粉酶活力的迅速增加。     

黑曲霉糖化酶基因表达调控的研究 Ⅰ.高产及低产菌株糖化酶表达的总体分析和比较

对黑曲霉(Aspergillus niger)高产菌株T21和原始菌株3.795糖化酶的基因表达从菌体生长、酶形成动力学、glaA基因拷贝数、糖化酶mRNA含量及其稳定性等多个方面进行了分析和比较。T21和3.795糖化酶的大量产生均自菌体生长的静止期开始。培养72h后,两者的菌体浓度相同,但T2l产生的糖化酶量为3.795的10～17倍,说明糖化酶产量的差异不是因生物量或酶起始合成期不同引起的,而是由于细胞内酶表达量不同引起的。Northern杂交显示T21总RNA中糖化酶mRNA含量为3.795的4.3～4.4倍.两菌株glaA基因拷贝数及糖化酶mRNA的稳定性分析结果排除了这两个因素的影响,因此T21糖化酶mRNA含量的增加主要是glaA基因转录水平提高的结果。T21与3.795之间糖化酶水平差异(10～17倍)与糖化酶mRNA水平差异(4.3～4.4倍)的不一致性,提示T21和3.795之间除转录水平外可能还存在着翻译水平上的差异(2～4倍)。此外,T21和3.795均存在着对糖化酶基因表达的碳源调控机制,根据两者在淀粉、麦芽糖和葡萄糖培养条件下所产生的mRNA比均为4:3:2,可以认为,这种调控作用发生在转录水平上,并且具有相同的调控方式。     

黑曲霉S4生淀粉糖化酶的分离纯化及其特性

用酒精沉淀、Sephadex G—100凝胶过滤和离子交换柱层析等步骤对黑曲霉(Aspergillusniger)S4的生淀粉糖化酶进行了分离,纯化出三个电泳纯组分(GI、GII和GIII),纯化倍数分别为5.4、6.0和1.9;酶活收率分别为10．2％、10．7％和1．9％。三个组分均为酸性糖蛋白,其糖含量分别为11．68％、8．6％和3．6％;pl值分别为4．0、3．9和3．6;分手量分别为1380 00、62000和57500。 通过对这三个组分的性质和它们对生淀粉作用副Vmax／K。值的测定,探讨了生淀粉糖化酶的作用机理。     

黑曲霉糖化酶基因表达调控的研究 Ⅰ.高产及低产菌株糖化酶表达的总体分析和比较

对黑曲霉(Aspergillus niger)高产菌株T21和原始菌株3.795糖化酶的基因表达从菌体生长、酶形成动力学、glaA基因拷贝数、糖化酶mRNA含量及其稳定性等多个方面进行了分析和比较。T21和3.795糖化酶的大量产生均自菌体生长的静止期开始。培养72h后,两者的菌体浓度相同,但T2l产生的糖化酶量为3.795的10～17倍,说明糖化酶产量的差异不是因生物量或酶起始合成期不同引起的,而是由于细胞内酶表达量不同引起的。Northern杂交显示T21总RNA中糖化酶mRNA含量为3.795的4.3～4.4倍.两菌株glaA基因拷贝数及糖化酶mRNA的稳定性分析结果排除了这两个因素的影响,因此T21糖化酶mRNA含量的增加主要是glaA基因转录水平提高的结果。T21与3.795之间糖化酶水平差异(10～17倍)与糖化酶mRNA水平差异(4.3～4.4倍)的不一致性,提示T21和3.795之间除转录水平外可能还存在着翻译水平上的差异(2～4倍)。此外,T21和3.795均存在着对糖化酶基因表达的碳源调控机制,根据两者在淀粉、麦芽糖和葡萄糖培养条件下所产生的mRNA比均为4:3:2,可以认为,这种调控作用…     

黑曲霉变异株UV-11-48的选育及产糖化酶条件的研究

以黑曲霉(Aspergillus niger)变异株UV-11为出发菌株,经亚硝基胍多次诱变,获得一株比亲株产糖化酶活力提高30%左右的变异株UV-11-48。对UV-11-48菌株进行了发酵条件及酶系组成等的研究。固体曲生产性试验,种曲糖化酶活力最高达12240u/g,麸曲酶活力平均8000—9000u/g,最高达11700u/g,在酿酒工业固体曲生产中,取得明显经济效益。     

黑曲霉产糖化酶黑箱模型的构建和应用

利用碳限制恒化实验研究了黑曲霉生长和糖化酶生产之间的相关性,结果表明当比生长速率低于0.068 h–1时,菌体生长与产酶是相关的,当比生长速率大于0.068 h–1时,菌体生长与产酶不相关。根据恒化实验结果获得黑曲霉葡萄糖底物消耗的Monod动力学模型,并结合葡萄糖和氧消耗的Herbert-Pirt方程和产物形成的Luedeking-Piret方程构建黑曲霉产糖化酶的黑箱模型。应用该模型设计指数补料分批发酵实验控制菌体比生长速率在0.05 h–1,使糖化酶的得率最高达到0.127 g糖化酶/g葡萄糖,并成功地使用模型描述了黑曲霉产糖化酶的发酵过程。实验值和模拟值进行比较表现出很好的适用性,表明黑箱模型可以用于指导黑曲霉产糖化酶发酵过程的设计和优化。     

嗜热糖化酶基因在重组黑曲霉工程菌中的表达及酶学性质初步研究

为了提高糖化酶的耐热性能,降低淀粉糖化发酵工艺的生产成本,构建了同源整合载体pEasy-glaAdir以及pEasyssg,将黑曲霉(Aspergillus niger)的糖化酶基因(glaA)灭活,并将硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)的嗜热糖化酶基因(ssg)插入到黑曲霉基因组中,筛选得到表达嗜热糖化酶的重组黑曲霉工程菌(A.nigerWW1)。重组菌的发酵结果显示,嗜热糖化酶在黑曲霉中得到了分泌表达,发酵液酶活达到3 030 U/mL。重组嗜热糖化酶的最适反应温度为90℃,最适pH为6.0,该酶具有较高的热稳定性,在80℃时的半衰期在60 min以上,具有良好的工业应用前景。     

黑曲霉糖化酶高产株糖化酶cDNA的合成、克隆和序列分析

从黑曲霉糖化酶高产株T21分离总Poly(A)⁺RNA,经反转录合成cDNA,建立cDNA库。以糖化酶基因片段为探针从cDNA库进行筛选,阳性率达1．6％。由限制酶酶切图谱确定30％的阳性克隆携带全长的糖化酶cDNA。序列分析结果表明,菌株T21虽经多次诱变获得,但糖化酶基因编码区序列与文献报道的黑曲霉糖化酶基因编码区序列一致。从菌株T2l构建的cDNA库中含糖化酶cDNA插入片段的克隆的高比率充分证明,菌株T21中稳态糖化酶mRNA含量很高,显然这是突变株T21糖化酶高产的重要原因之一。     

黑曲霉糖化酶高产和低产菌株糖化酶基因调控区的克隆及其分析比较

以PCR合成的糖化酶高产菌株黑曲霉(Asp. Niger)T21糖化酶基因5’近端非编码区588bp(EcoRI-BamHI)的序列为探针,从T21染色体DNA中克隆到近2.0kb的糖化酶基因5’端非编码区序列,并以此序列为探针从糖化酶低产菌株黑曲霉3.795(T21的诱变出发株)的染色体DNA中克隆到1.5kb的糖化酶基因5’端非编码区序列。该二序列的分析测定结果表明,其结构特征与文献报道的黑曲霉糖化酶基因5’端非编码区的基本一致,被称为“核心启动子”(Core promoter)的TATAAAT框及GCAAT框,分别在翻译起始点的-109bp及-178bp处。此外,在曲霉amdS,amyB基因中已发现有调控功能的CCAAT序列存在于-449bp和-799bp处。高产和低产菌株糖化酶基因5’端非编码区序列的分析比较结果表明,有9个部位的碱基发生了变化。此实验结果为进一步研究黑曲霉糖化酶基因在转录水平上的调控规律打下了基础。     

黑曲霉变异株SP—56在糖化酶生产工业中的应用

黑曲霉变异株ＳＰ－５６是以变异株Ｐ－１０为出发菌株,经亚硝基胍反复处理后获得的一株糖化酶高产菌株。它对各种原料（碳、氮）适应性较广,不需要玉米浆,原料来源丰富,价格低廉,用ＳＰ－５６生产糖化酶,经实验室小试和１０Ｔ发酵罐投产应用,实际使糖化酶发酵单位达到１４０００Ｕ／ｍ１以上,稳定性好,产酶速度快,工艺简单,一次投料到发酵结束不需添加任何原料。酶系较纯,每年可提高产量３００Ｔ以上,而且糖化酶质量稳定、纯度高、性能好,便于在酶制剂生产厂家推广应用。     

黑曲霉糖化酶基因上游调控区的克隆与分析

目的:通过基因工程方法改造糖化酶基因上游调控区,提高糖化酶产量提供研究。方法:以糖化酶生产菌黑曲霉为材料,通过PCR扩增获得糖化酶基因上游调控区片段PglaA。经测序比对发现该序列与GenBank中编号AM270061的序列相似性为100%。进一步的分析结果表明此序列含有2个保守的激活蛋白结合位点序列CCAAT和1个可能的葡萄糖阻遏位点CT-GGGG。结果:通过不同浓度葡萄糖对糖化酶合成的影响确定该菌株存在葡萄糖阻遏效应,当浓度到到3%以上时阻遏率高达70%以上,为葡萄糖阻遏位点预测结果提供了实验证据,并且经实验测得糖化酶活力随着接种量的增加而增加,当增加到5%时,相对酶活最高。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIMF0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A.nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2~3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIM F0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167 bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A. nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2～3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。