枯草芽孢杆菌FM208849产果胶酶的固定化及酶学性质研究

为了提高游离果胶酶的稳定性,对罗布麻脱胶具有特异性的枯草芽孢杆菌(FM208849)进行产果胶酶发酵时,采用交联酶聚集体(CLEAs)技术制备固定化果胶酶,并对交联果胶酶聚集体的制备条件、酶学性质进行研究。结果表明,游离果胶酶经80%饱和硫酸铵沉淀后,在30℃,经4%的戊二醛溶液交联135 min,所形成的交联果胶酶聚集体的活回收率为61.5%,其最适反应温度45℃和最适pH10,在对交联果胶酶聚集体的热稳定性和有机溶剂稳定性分析中,均显示了比游离酶更高的稳定性。     

交联酶聚集体--一种无载体酶固定化方法

对一种崭新的无载体酶固定化技术——交联酶聚集体(Cross-linked Enzyme Aggregates,CLEAs)技术进行了文献综述。CLEAs技术是一种将蛋白质先沉淀后交联形成不溶性的、稳定的固定化酶。研究结果显示其活性和稳定性可与交联酶晶体(Cross-linked Enzyme Crystals,CLECs)技术相媲美。由于其制备不需要复杂耗时的结晶、纯化步骤,一般实验室都能实行,因而更有利于研究和应用的普及。该文就CLEAs的制备、在水溶液中的活性和稳定性在有机溶剂中的活性和作用机理及研究进行了介绍讨论。     

漆酶的来源及固定化漆酶载体研究进展

漆酶是一种多酚氧化酶,可催化氧化多种难降解有机污染物,在环境污染防治领域具有良好的应用前景。总结了植物漆酶、动物漆酶以及微生物漆酶的研究现状,详细讨论了漆酶固定化载体的研究进展,进一步指出了目前漆酶研究存在的问题,并提出未来的研究方向,旨在为漆酶的开发与应用研究提供参考。     

灰树花漆酶酶学性质的初步研究

漆酶是一种具有广泛应用前景的多功能酶,但能否大规模工业化生产成了制约其应用开发的主要瓶颈之一。担子菌类真菌是分泌漆酶的主要来源之一,灰树花隶属于担子菌,但有关其分泌漆酶的研究鲜有报道。本文初步探讨了pH值、温度及不同阴、阳离子等因素对灰树花孢外漆酶酶学特性的影响,结果表明灰树花孢外漆酶最适反应pH值为2.2,最适反应温度65℃,且反应体系中缓冲液的组成也会影响灰树花漆酶的活性。灰树花漆酶具有较强的热稳定性,但反应体系中若存在卤族离子则会强烈抑制灰树花漆酶的活性。本研究为今后开发利用灰树花漆酶提供了借鉴。     

戊二醛交联法制备壳聚糖固定化酶的改进研究

壳聚糖是由是虾、蟹壳蛋白中提取的一种氨基多糖（２氨基１,４-β葡聚糖）,呈网状结构,由于其来源丰富,制备简单,化学性质稳定,耐热和具有良好的机械性能,是固定化酶的良好载体,在医药及工业上有着广阔的应用前景^[1].为此探索酶固定化方法,提高酶利用率,活性回收率,提高稳定性和使用周期是固定化酶研究的重要课题。戊二醛交联法是制备固定化酶常用的方法,为防止戊二醛直接和载体分子中氨基间可能会发生的交联反应,本文采用醛基保护改进戊二醛交联法制备了壳聚糖固定化酶,并对其酶利用率,活性回收率进行了观察和比较。     

真菌漆酶性质、分子生物学及其应用研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。目前发现多种生物能够产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫和细菌等,其中,以真菌中的白腐真菌研究最多。由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境污染处理等方面具有广阔的应用前景,漆酶研究受到越来越多的关注。同时,随着分子生物学技术的发展,漆酶研究已经深入到基因水平,多种漆酶基因已经成功获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。现针对真菌漆酶的生物学性质、分子生物学及其应用的研究进展进行了概括总结,并对其前景进行了展望。     

真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展

作为一种含铜的多酚氧化酶,真菌漆酶比细菌漆酶、植物漆酶等具有更好的热稳定性、金属离子耐受性及更高的底物催化氧化性,在工农业及环境领域的应用中得到了较高的关注。目前普遍认为,限制漆酶广泛应用的因素在于漆酶的生产规模、成本与性质。真菌漆酶的生产模式包括固态发酵和液体发酵,工业生产基本以液体发酵为主。除了在染料脱色、染织废水处理、纸浆漂白等过程中的应用,最新的研究不断拓展了漆酶新的用途,对近年来真菌漆酶的发酵生产、酶学性质及应用研究中的最新结果进行了概述。     

真菌漆酶在绿色化学中的研究进展

漆酶主要是由真菌分泌的一类胞外多铜氧化酶,因其具备多功能特性而被广泛地应用于绿色环境化学。漆酶能够以分子氧作为电子接受体,催化氧化多种酚类和非酚类底物形成自由基中间体,随后这些自由基中间体涉及到氧化耦合或键断裂,最终导致底物发生氧化、分解或聚合反应。目前,主要采用包埋、吸附、共价绑定和交联结合等方法制备固定化漆酶,以增强漆酶在实际环境中的催化活性、稳定性和循环再利用功效。概述了真菌漆酶的分子组成、结构特性及其催化氧化不同底物的作用机理,系统地比较了漆酶的固定化技术及其利弊,重点阐述了漆酶在有机污染物去除、合成染料脱色、造纸废水、食品加工、生物传感器和环境质量指示器等领域的研究进展,旨在为拓展和开发真菌漆酶在绿色环境化学中的多功能应用提供新的理论依据和指导思想。     

桦褶孔菌漆酶固定化及其对染料的降解

采用壳聚糖交联法和海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化桦褶孔菌产生的漆酶,探讨最佳固定化条件,固定化漆酶的温度,pH稳定性及操作稳定性,并以两种固定化酶分别对4种染料进行了降解.结果表明:(1)壳聚糖交联法固定化漆酶的最佳条件为:壳聚糖2.5%,戊二醛7%,交联时间2h,固定化时间5h,给酶量1g壳聚糖小球:1mL酶液(1U/mL),固定化效率56%;(2)海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化漆酶的最佳条件为:海藻酸钠浓度4%,壳聚糖浓度0.7%,氯化钙浓度5%,戊二醛浓度0.6%,给酶量4mL 4%海藻酸钠:1mL酶液(1U/mL),固定化效率高达86%;(3)固定化的漆酶相比游离漆酶有更好的温度和pH稳定性;(4)比较两种固定化漆酶,海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化酶的温度及酸度稳定性要优于壳聚糖固定化酶,但可重复操作性要弱于后者,两者重复使用8次后的剩余酶活比率分别为71%及64%;(5)两种固定化酶对所选的4种不同结构的合成染料均有较好的降解效果,其中壳聚糖固定化酶对茜素红的降解效果及重复使用性极佳,重复降解40mg/L的茜素红10次,降解率仍保持在100%.     

真菌漆酶基因研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,也是木质素生物合成的关键酶之一,目前已发现多种生物能产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫、细菌等。其中,以真菌中的白腐菌研究最多。近年来,由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境垃圾处理方面具有广阔的应用前景,漆酶研究越来越受到国际上的重视。同时,随着分子生物学相关技术的发展,漆酶研究已深入基因水平,已有多种漆酶基因获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。本文概述了真菌漆酶基因研究的最新进展。     

真核生物来源漆酶的异源表达研究进展

漆酶属于多铜氧化酶家族中的一种,广泛存在于昆虫、植物、真菌和细菌中。由于其作用的底物范围较广,因此在纺织、制浆、食品以及木质素的降解等方面有广阔的应用前景。但是自然界中的漆酶存在表达量和酶活低、高温易失活等问题,限制了它的应用。对漆酶进行大量高效的异源表达,是解决这一问题的有效途径。近年来,越来越多不同来源的漆酶基因被克隆,并在不同宿主中异源表达。但这些大多局限于实验室研究,还未达到工业化生产的水平。笔者对真核生物来源漆酶的异源表达研究进展进行综述,重点介绍了真核生物来源的漆酶在不同表达系统中的异源表达情况以及在酵母细胞中表达漆酶时提高表达量和酶活性能的方法,以期为研究者们提供参考。     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。     

酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化交联蛋白质的比较分析

蛋白质交联在食品加工、组织工程、酶工程和药物传递等领域具有广泛用途。以酪蛋白和牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白,考察酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质交联的底物特异性及交联规律,揭示酶对底物蛋白质结构及反应条件的要求。采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析酶催化蛋白质交联规律,激光粒度分布仪测量交联产物粒径。结果表明：酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶对底物的特异性有共同特征,即均可以催化结构松散的蛋白质分子(酪蛋白)交联,但不能催化结构紧密的蛋白质分子(BSA)交联;还原剂二硫苏糖醇(DTT)的加入能促进酶催化BSA交联反应;DTT对酪氨酸酶和谷氨酰胺转氨酶催化酪蛋白交联无影响,但抑制漆酶对酪蛋白的交联。     

细菌漆酶的生物信息学分析

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。本研究利用生物信息学分析工具对细菌的漆酶蛋白序列的基本性质、保守结构域、系统发育树以及结构等进行了分析。所分析细菌主要分布在变形菌门、放线菌和厚壁菌门。细菌漆酶的物理化学性质相似,但不同细菌来源的漆酶之间序列相似性较低,但其仍然具有容易识别的保守结构域特征。二级结构及三级结构具有明显的相似性。细菌漆酶的生物信息分析为其功能研究及在其他微生物中研究该类酶提供了基础。     

漆酶可降解底物种类的研究进展

漆酶是一种含铜离子的多酚氧化酶,广泛存在于植物及真菌中。漆酶含特有的铜离子,其功能为传递结构中的电子,使漆酶具有了较强的氧化还原能力,能与木质素、胺类化合物、芳香化合物等底物发生作用,且大多数反应的唯一产物为水。目前,漆酶在降解多种有毒物质和有害污染物方面表现出高效、成本较低的特性,如白腐真菌所产的高水平漆酶已广泛成熟应用在工业废水处理等生物整治和修复领域。近年来最新研究利用载体固定化酶的技术使漆酶能够在使用后回收反复利用且更具有稳定性,这降低成本的同时还保持了漆酶催化氧化的特性,克服了不少漆酶在解决环境污染中出现的问题。利用介体的介导作用解决了漆酶氧化还原电势较低的问题,大量增多了可降解底物的种类,使其在废水处理、污染物降解、土壤修复、工业染料漂白等领域的应用前景更广阔。对现有漆酶应用于各领域进行研究总结,综述了降解各领域中的有害污染物等底物种类,提出了利用漆酶的降解过程中的现有不足和改进方向,以期为生物法降解环境污染物的研究提供参考。     

食用菌漆酶生物学性质及其应用研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,对木质素有很强的降解能力,食用菌在生长发育过程能够分泌漆酶。目前,国内对于食用菌漆酶的报道不多。综述了食用菌漆酶的生物学性质、酶活性分析方法及最新应用研究进展。     

两种食用菌漆酶基因克隆及表达分析

漆酶在食用菌生长过程中具有降解木质素、影响子实体形成等重要生理功能,而营养条件会显著影响酶的形成。本研究克隆了杏鲍菇和松杉灵芝部分漆酶基因,比较分析了不同营养条件对漆酶基因表达量及胞外酶活的影响。结果表明,两种食用菌漆酶基因序列差异较大,蛋白同源性低;杏鲍菇在高N低C、高无机盐、完全培养基中胞外漆酶酶活较高,而在转录水平基因表达量高低分别为低N、完全、高N低C培养基;加入有机碳如蔗渣在促进松杉灵芝漆酶基因的转录同时可提高胞外酶活,同时Cu2+可诱导漆酶的分泌,但无诱导漆酶转录作用。C、N比例的调整对2种食用菌漆酶基因的表达与胞外酶活影响具有明显差异,高氮源可促进菌株漆酶的分泌。该结果为进一步探讨漆酶基因调控机制及其生物学功能提供理论基础,同时为改变营养条件提高食用菌胞外漆酶酶活,加强食用菌胞外漆酶的应用提供理论依据。     

一色齿毛菌漆酶的酶学特性及染料脱色研究

染料由于具有复杂的化学结构通常难以降解。本文从白腐菌一色齿毛菌LS0547中纯化出胞外漆酶并用于染料脱色实验。SDS-PAGE结果显示纯化的漆酶分子量大小为63.7kDa。漆酶氧化底物ABTS的最适pH为2.2,最适温度为50℃。叠氮钠可强烈抑制漆酶活性,半胱氨酸和二硫苏糖醇可部分抑制漆酶活性。漆酶氧化ABTS,丁香醛连氮和2,6-二甲氧基苯酚的米氏常数分别为0.217,0.306和0.199mmol/L。粗酶和纯化的漆酶用于不同化学结构的染料的脱色研究,结果表明一色齿毛菌纯化漆酶可快速对RB亮蓝进行脱色,偶氮胭脂红和结晶紫的脱色效果低于RB亮蓝,测试的三种染料均可在没有介体存在的条件下被漆酶脱色,显示出一色齿毛菌漆酶在染料废水处理中的应用前景。     

漆酶及其应用的研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,白腐真菌普遍能分泌该酶.有氧条件下,漆酶能催化多种高分子化合物降解,利用该性质漆酶已经广泛应用于生物制浆、污染物生物降解、生物漂白等领域.介绍了目前漆酶在农业和工业各个领域中的应用.     

真菌漆酶异源表达研究进展

由于漆酶能够氧化芳香类化合物和其它一些非芳香类有机物,具有广泛的底物特异性,因此在纸浆漂白、纺织品染料脱色、有毒废弃物的去除、生物修复和生物传感器等方面具有巨大的应用潜力。但是缺少大量廉价的酶源供应阻碍了漆酶商业化的应用,解决这个问题的一个主要方法就是通过漆酶的异源表达来获得大量的漆酶。综述了真菌漆酶在酵母表达系统和丝状真菌表达系统中表达的研究结果,着重总结了影响漆酶异源表达的因素和提高漆酶表达的策略。