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.     

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。     

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。     

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。     

多孔聚氨酯固定化黑曲霉产β-葡萄糖苷酶条件的研究

以多孔聚氨酯材料为固定化载体 ,就固定化培养条件中的孢子浓度、pH值、温度、固液比等进行考察 ,经正交试验优化后的最佳固定化条件为固液比为 1 / 90、孢子浓度为 1 0 5mL-1 、温度为 2 8℃ ,pH值 4 .5 ,固定化条件中影响黑曲霉产 β 葡萄糖苷酶的因素显著性顺序为固液比 >孢子浓度 >pH值 >温度。与游离态菌丝体相比较 ,固定化细胞发酵产酶的持续稳定性和活力都有所提高 ,固定化细胞酶产量达 1 30 .0 0u/mL。     

固定化黑曲霉发酵玉米糖液生产柠檬酸的研究

利用PVA复合凝胶包埋黑曲霉的孢子及菌丝体。固定后的细胞经过一系列预培养,用于发酵玉米生产柠檬酸。试验确定的固定化细胞摇瓶发酵生产柠檬酸最适条件为：玉米糖液浓度10Bx,培养温度35℃,摇瓶转速250r/min。经此条件发酵64h,柠檬酸产率最高达到96g/L,通常稳定在90g/L左右。同时对柠檬酸连续批次发酵生产进行了初步研究,固定化黑曲霉可连续使用8批次以上,其柠檬酸产量稳定在86－92g/L之间,。这为柠檬酸连续发酵提供了有利的保证,并探讨了有关的工艺技术条件。     

Comparative studies on extracellular protease secretion and glucoamylase production by free and immobilized <Emphasis Type="Italic">Aspergillus niger</Emphasis> cultures

The effects of cell immobilization on the secretion of extracellular proteases and glucoamylase production by Aspergillus niger were investigated under a variety of immobilization techniques and culture conditions. Immobilization was achieved by means of cell attachment on metal surfaces or spore entrapment and subsequent growth on porous Celite beads. Free-suspension cultures were compared with immobilized mycelium under culture conditions that included growth in shake flasks and an airlift bioreactor. Cell attachment on metal surfaces minimized the secretion of proteases while enhancing glucoamylase production by the fungus. Growth on Celite beads in shake-flask cultures reduced the specific activity of the secreted proteases from 128 to 61 U g⁻¹, while glucoamylase specific activity increased from 205 to 350 U g⁻¹. The effect was more pronounced in bioreactor cultures. A reduction of six orders of magnitude in protease specific activities was observed when the fungus grew immobilized on a rolled metal screen, which served as the draft tube of an airlift bioreactor. Received 29 October 2001/ Accepted in revised form 14 June 2002     

Acid phosphatase production by Aspergillus niger N402A in continuous flow culture

The production of acid phosphatases (E.C.3.1.3.2, ACPs) by Aspergillus niger N402A is regulated by specific growth rate, as well as phosphate availability and pH, as demonstrated by studies in continuous flow culture. Specific ACP activity was highest when A. niger was grown at pH 6.3 (64±8 U g⁻¹) or pH 2.8 (99±11 U g⁻¹), at a dilution rate of 0.07 h⁻¹ and phosphate concentrations below 0.46 mM. ACP production was growth correlated for specific growth rates between 0.07 and 0.13 h⁻¹. Four different ACPs, including two phytases, were produced by A. niger N402A. The ACP and the phytase with maximal activities at pH 5.5 were differentially expressed at different culture pH values, with greater production at low pH.     

黑曲霉过氧化氢酶发酵过程的数学模型

研究了黑曲霉发酵生产过程氧化氢酶的分批发酵动力学,并建立了发酵过程菌体生长,基质消耗及酶合成的随时间变化的数学模型。Logistic方程,Luedekin-Piret方程及与Luedeking-Piret方程相似的基质消耗方程能够很好地分别描述黑曲霉细胞的生长,发酵产酶过程及葡萄糖的消耗,过氧化氢酶的发酵合成是生长耦联的,研究中还将3个动力学模型的预测值和实验值进行了比较。     

黑曲霉糖化酶基因启动子功能鉴定

从糖化酶工业生产菌株Aspergillus nigerCICIM F0410基因组DNA中扩增糖化酶基因启动子(PglaA),并将该启动子替换质粒pRS303K上KmR基因启动子,构建成糖化酶基因启动子功能检测质粒pRS-PglaA-KmR。将pRS-PglaA-KmR转入E.coliJM109中,得到重组菌E.coli(pRS-PglaA-KmR)。通过对重组菌的氨基糖苷磷酸转移酶基因活性检测,表明PglaA在E.coli中具有驱动KmR基因表达的活性。采用不同诱导物进行培养发现,葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖或玉米淀粉,可以不同程度增强PglaA的强度。     

Immobilization of glucoamylase from Aspergillus niger on poly(ethylenimine)-coated non-porous glass beads

Glucoamylase (1,4-α-d-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.3) from A. niger was immobilized on cationic nonporous glass beads (13–44 μm) by electrostatic adsorption followed by rosslinking with glutaraldehyde. Over 80% of the enzyme's total soluble activity was expressed upon immobilization. d-Glucose production from maltodextrins was virtually complete, suggesting that the lack of pores can eliminate the problem of product reversion. Immobilized glucoamylase showed decreased stability upon heating, compared with the soluble enzyme.     

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。