真菌α-淀粉酶的研究进展

真菌α-淀粉酶在现代淀粉糖浆、焙烤制品、啤酒酿制及生料酒精等行业已得到广泛的应用。随着现代制糖工业与发酵工业的发展及其对真菌α-淀粉酶的使用需求,使得真菌α-淀粉酶在现代工业酶制剂中占有重要地位。对真菌α-淀粉酶的研究和利用,为满足国内市场需求、调整我国酶制剂工业结构和带动相关食品或发酵行业的发展等具有重要意义。从真菌α-淀粉的催化机制、来源、异源表达及应用等方面进行了介绍。     

通过同源介导α-淀粉酶基因扩增改良地衣芽孢杆菌α-淀粉酶生产菌株

地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶(BLA)是淀粉水解与生物加工过程中重要关键酶制剂之一.为了进一步提高地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶生产菌株的生产性能,本研究构建了一种含有地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶编码基因amyL的整合性重组质粒pBL-amyL.将重组质粒pBL-amyL转化入BLA工业生产菌株Bacillus licheniformis B0204,再在卡那霉素存在下介导其B.1icheniformis B0204染色体中的同源整合与高温α-淀粉酶编码基因amyL的扩增,由此获得了携带多个amyL拷贝的转化子.对转化子的amyL拷贝数及其BLA发酵水平分别用荧光实时定量PCR及摇瓶发酵试验进行评价与鉴定.与出发菌株B0204相比,含2～5倍amyL拷贝数的重组菌的BLA的合成水平显著提高.其中,重组菌REBL18生产BLA的水平提高了89.2%.     

耐高温α-淀粉酶基因在马铃薯中的表达

我们将从地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)克隆的约1．68kb的耐高温α-淀粉酶基因构建成表达载体,并转入根癌农杆菌。以马铃薯栽培品种“杂交荷兰7号”块茎圆盘为外植体,按本实验室建立起的再生实验系统[9]及杨美珠等的方法[8]进行转化。采取共培养、芽的诱导、芽的选择再生三步方法获得抗性芽。将抗性芽通过先诱导生根壮苗,再进行卡那霉素筛选,最后再诱导生根的方法得到可能的转基因植株。 对部分可能的转基因植株按改进的王广立等的PCR简单快速鉴定转基因植物的方法[12]进行检测,株号102001、102607、110402均可见到特异性片段的存在。参照张振清[13]及王福荣等[14]的方法对这些植株进行耐高温α—淀粉酶活力测定,这些植株具有相对较强的耐高温α—淀粉酶活性。实验结果表明,耐高温α—淀粉酶基因可能已转入上述植物基因组中,并获表达。     

α-淀粉酶低温适应性分子机制的研究进展

低温酶由于在低温下仍能保持高催化活性而具有很高的工业应用价值。而关于低温酶是如何适应低温环境以及在低温下如何保持高催化活性等问题,同样引起了各国科学家们的广泛关注。其中低温α-淀粉酶是在结构和功能方面研究得最为透彻的酶,它也是第一个被结晶的低温酶,其热、动力学特征已通过内荧光法、圆二色性和差示扫描量热法等进行了深入研究。建立在三维结构分析和热力学特征研究的基础上,科学家们目前正尝试着解开低温酶的低温适应性之谜。对低温α-淀粉酶的研究进展作一简要的综述。     

耐高温α-淀粉酶分子结构与异源表达研究进展

耐高温α-淀粉酶是数千年前即取得工业化应用的重要工业用酶。由于其具有热稳定性好、液化彻底、易保存等优势,在淀粉制糖、味精、啤酒等食品发酵以及纺织印染等行业都有着广泛的应用。本文首先就耐高温α-淀粉酶的菌种来源、结构与功能、α-淀粉酶酶活性提升、基因工程菌的构建等方面已取得的研究成果进行综述,然后对耐高温α-淀粉酶外源表达最新研究成果进行了总结。文章最后分析讨论了在耐高温α-淀粉酶开发方面国内现有水平与国际领先水平的差距,以期为耐高温α-淀粉酶的开发提供参考及思路。相信随着代谢工程和过量表达等技术手段的相继应用及业界的持续努力,我国耐高温α-淀粉酶的开发必将取得飞跃式发展。     

芽胞杆菌属产α-淀粉酶的研究进展

α-淀粉酶是一种重要的淀粉水解酶,可以从动物、植物或微生物中获得。但应用于工业生产的α-淀粉酶绝大多数来自芽胞杆菌。自α-淀粉酶工业化生产以来,研究人员针对其生产菌株芽胞杆菌进行了一系列的诱变选育和基因工程等分子生物学育种,使得菌种的产酶能力不断得到提高。另外,优化芽胞杆菌发酵培养基及发酵参数也是提高α-淀粉酶工业化生产产量的重要方法。     

巨大芽孢杆菌α-淀粉酶基因核苷酸序列分析

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)AS1.127的淀粉酶基因的全碱基序列已被测定。结构基因由1982bp的单一开读框架组成。由DNA序列推测出的前体酶蛋白由659个氨基酸组成,N-端33个氨基酸为信号肽。成熟酶分子由626个氨基酸组成,分子量为68.676kD。该淀粉酶属糖化型α-淀粉酶。并与枯草杆菌(B.subtilis)168产生的糖化型α-淀粉酶之间有83.3%的同源性。分析发现两种菌产生的酶分子的N-端3/4的同源性为90.4%,而C-端1/4的同源性只有70%。序列排比结果说明在淀粉酶基因的趋异进化过程中,基因突变和遗传重组都曾起过作用。     

巨大芽孢杆菌α-淀粉酶基因核苷酸序列分析

巨大芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）ＡＳ１．１２７的淀粉酶基因的全碱基序列已被测定。结构基因由１９８２ｂｐ的单一开读框架组成。由ＤＮＡ序列推测出的前体酶蛋白由６５９个氨基酸组成,Ｎ端３３个氨基酸为信号肽。成熟酶分子由６２６个氨基酸组成,分子量为６８６７６ｋＤ。该淀粉酶属糖化型α淀粉酶。并与枯草杆菌（Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ）１６８产生的糖化型α淀粉酶之间有８３３％的同源性。分析发现两种菌产生的酶分子的Ｎ端３／４的同源性为９０４％,而Ｃ端１／４的同源性只有７０％。序列排比结果说明在淀粉酶基因的趋异进化过程中,基因突变和遗传重组都曾起过作用。     

α-淀粉酶家族的新成员——多功能淀粉酶

多功能淀粉酶是α淀粉酶家族（α-amylase family）的新一类成员,包括新普鲁兰酶 、麦芽糖淀粉酶和环麦芽糊精酶,它们在结构上具有α淀粉酶家族共有的4个高度保守的区 域,但在功能上又兼有糖苷水解酶和糖基转移酶的催化活性,而不同的多功能淀粉酶虽然在结 构与功能上具有一定的相似性,但不同来源的酶在底物特异性和水解、转移糖苷键的特异性 等方面存在着差异.多功能淀粉酶大多存在单体与二聚体或多聚体之间的平衡,其多聚化与N 结构域和环境中的离子强度调控有关.实验证明,通过突变可以改变多功能淀粉酶的催化特 性,甚至仅1个氨基酸的替换就能实现功能改变.多功能淀粉酶的结构保守性和催化多样性具 有重要的研究价值及应用前景.     

以温和噬菌体pll为载体克隆α-淀粉酶基因

温和噬菌体p11 DNA和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168染色体DNA用BamHl酶消化和T4 DNA连接酶连接,转化到被噬菌体p11溶源化了的501菌株中,经过体内交换整人到染色体上,培养48小时后,从1020个菌落中挑出含Arol+一Amy+基因的3个转化子,分别命名为p11Amy1、p11Amy2和p11Amy3。取p11Amy1进行繁殖和丝裂霉素c诱导,诱导后的重组噬菌体用于测定噬斑形成能力和转导活性,提取其DNA再用于转化,均证明构建成了含淀粉酶基因的重组特异性转导噬菌体。     

斑节对虾α-淀粉酶基因的克隆及其表达分析

为了研究斑节对虾α-淀粉酶基因的结构和生物学功能, 根据原实验室构建的斑节对虾(Penaeus monodon) cDNA文库得到的EST序列, 利用RACE技术获得了斑节对虾α-淀粉酶基因(PmAmy)的cDNA全长序列。该基因序列全长2465 bp, 包括2175 bp的开放阅读框, 编码724个氨基酸, 分子总量为78.9 kD, 理论等电点为4.66。PmAmy包含一个α-淀粉酶家族保守的A结构域(Thr34-Ser410)和一个C结构域(Glu420-Ala496)。PmAmy氨基酸序列与其他物种的相似性为47%—99%, 利用PmAmy构建的进化树显示斑节对虾和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的亲缘关系最近。基因表达结果显示PmAmy在肝胰腺组织中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。斑节对虾PmAmy基因在卵巢发育的过程中均有表达, 表达量有所变化, 虽然没有发现显著性的差异(P=0.09)。斑节对虾PmAmy在整个生长阶段的检测中都有表达, 其中幼体发育过程中存在显著性差异, 糠虾时期PmAmy表达量显著高于无节幼体、溞状幼体和仔虾时期(P<0.05)。以上实验结果初步说明了PmAmy可能与斑节对虾的幼体发育相关。     

枯草杆菌α-淀粉酶的生产

α-淀粉酶是在酒精、酿造、制药、制糖和纺织工业上应用广泛的酶种,也是目前国内外应用最广、产量最大的酶种之一。α-淀粉酶可由微生物发酵产生,也可由植物和动物提取。目前工业生产上都以微生物发酵法为主进行大规模生产α-淀粉酶。我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制     

解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶基因的克隆与表达

[目的]实现解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶在大肠杆菌中的高效表达,建立有效的透析复性方法,获得有活性的重组淀粉酶。[方法]以解淀粉芽孢杆菌DSM 7基因组DNA为模板,PCR扩增获得无信号肽的α-淀粉酶结构基因,克隆至p ET-22b(+),转化E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测重组蛋白表达情况,采用透析法进行包涵体复性并检测酶活。[结果]成功表达重组蛋白,相对分子量约为54.8k Da,成功复性包涵体,复性效率为22.78%,重组α-淀粉酶酶活力为102.4 U/m L。[结论]实现了解淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶在大肠杆菌中的高效表达,包涵体经透析法成功复性,获得具有催化活性的重组淀粉酶。     

α-淀粉酶检测方法及其应用

α-淀粉酶是一种内切糖苷水解酶,可以水解淀粉等多聚糖内部的α-1,4-糖苷键,生成低聚糖、糊精、麦芽三糖、麦芽糖和少量葡萄糖。由于α-淀粉酶在食品、人体健康监测和制药方面的重要作用,其活性检测广泛应用于工业生产菌株的选育、临床疾病的诊断、糖尿病药物的开发和食品质量的控制中。近年来,随着检测技术的发展,许多更加快速、灵敏的α-淀粉酶检测方法被开发出来。本文综述了近年来α-淀粉酶的检测方法和应用研究进展,分类介绍其检测原理和优缺点,并对未来α-淀粉酶检测方法提出展望,以期为α-淀粉酶检测方法的开发和应用提供参考。     

α-淀粉酶中型和生产性试验

前文报道了α-淀粉酶高产菌株8_a5的选育及其发酵条件试验,本文报道中型和生产性试验结果。     

α-淀粉酶的研究及应用

淀粉酶是水解淀粉的酶类,广泛存在于动植物和微生物中。它是最早用于工业生产并迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。早在1915年法国Boiden等开始由枯草杆菌生产细菌淀粉酶,并在工业上用于纺织品退浆。1959年,日本采用淀粉酶和糖化酶进行     

α-淀粉酶的研究及应用

淀粉酶是水解淀粉的酶类,广泛存在于动植物和微生物中。它是最早用于工业生产并迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。早在1915年法国Boiden等开始由枯草杆菌生产细菌淀粉酶,并在工业上用于纺织品退浆。1959年,日本采用淀粉酶和糖化酶进行淀粉的液化和糖化,确定了酶法制造葡萄糖糖     

马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析(英文)

本研究利用RT-PCR从马铃薯(Solanum tuberosum)茎段总RNA中扩增、克隆了一cDNA分子。该cDNA分子含有一长为1224bp的开放读框,可编码一含407个氨基酸残基的多肽、理论分子量为46.40kD、可能为亲水性的胞外酶。因其氨基酸序列同源于α-淀粉酶,故将该基因命名为amyA1(NCBI收录号:GQ406048.1)。采用半定量RT-PCR方法检测了amyA1基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析了amyA1密码子的偏好性,以期为选择适宜的表达系统提供依据;同时对amyA1的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行了预测。基于NCBI数据库中有物种代表性的29种α-淀粉酶基因序列构建了基因进化树。与NCBI收录的马铃薯α-淀粉酶基因(NCBI收录号:M79328.1)的核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20至第348范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13家族及亚家族相似的催化活性域(PF00128、SM00624),第349至第407范围内的氨基酸残基含有α-淀粉酶C-末端β折叠区域(PF07821)。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的(β/α)8桶状结构以及其它几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,2个马铃薯α-淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦和玉米等单子叶植物的序列同源性较低。     

转化法分离枯草芽孢杆菌8a5α-淀粉酶基因

用EcoRI部分降解枯草芽孢杜菌8a5染色体DNA,琼脂糖疑胶电泳分离纯化各降解片段,用转化法逐一测定各降解片段的转化活性。实验结果证明,a-淀粉酶基因本身可作为选择性标记用于a-淀粉酶基因的分离。用Hind III降解的λ-DNA 作为分子量对照,确定能高效转化淀粉酶基因的DNA片段大小约4.3kb.本实验获得的a-淀粉酶基因的转化率为1×10⁴转化子/μg DNA.