微生物谷氨酰胺转胺酶研究进展

微生物谷氨酰胺转胺酶是一种在食品、医药、纺织、化妆品等领域具有广泛应用前景的酶制剂。就其理化性质、作用机理、工业化生产、在食品工业上的应用及当前国内外研究热点进行了概述。并讨论了微生物谷氨酰胺转胺酶在我国生产及应用中存在的问题和困难,对未来的研究方向做出展望。     

产耐高温谷氨酰胺转胺酶菌株的快速筛选方法

目的:采用亚硝基胍(NTG)诱变结合96孔板高通量筛选方法筛选产耐高温谷氨酰胺转胺酶(MTG)的茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)。方法:通过优化96孔板高通量测定MTG活性的方法、确定筛选温度和时间,建立了产耐高温MTG菌株的快速筛选方法;通过优化NTG诱变条件建立了筛选突变库;通过96孔板高通量初筛、摇瓶复筛获得了产耐高温MTG的突变株12-82,并通过摇瓶发酵对12-82所产MTG进行热稳定性分析。结果:采用2mg/ml NTG、p H8.0、60min的诱变条件获得突变株,将突变株的发酵上清液于70℃水浴7.5min,再在37℃空气浴、反应10min的条件下测定MTG活性,从5 200株突变株中筛选出5株产耐高温MTG的突变株,其中突变株12-82在50℃水浴60min以及70℃水浴1.5min的酶活残留率均比出发株高出近20%,且80℃保温2min仍有11.9%的酶活残留率。结论:利用NTG诱变结合96孔板高通量筛选的方法筛选到5株所产MTG热稳定性相对较高的突变株,其中突变株12-82在50℃、70℃和80℃的酶活残留率均有10%~20%的提高。这为高温食品加工领域所需耐高温MTG生产菌株的高效筛选提供了可行性方案。     

药用级微生物谷氨酰胺转胺酶的纯化工艺研究

为了提高谷氨酰胺转胺酶的纯度和扩展在医药领域的应用,探索了一种适合工业化生产的、安全高效的微生物谷氨酰胺转胺酶纯化方法。轮枝链霉菌发酵后,经离心10 000 r/min 4℃除去菌体,调节发酵液电导率至4.1mS/cm和pH6.0后,以直线流速60cm/h通过SP Sepharose FF阳离子交换层析柱对目的蛋白高 选择性和高载量地捕获,再通过phenyl sepharose 6 FF（high sub）疏水层析柱进行精细纯化。纯化后经SDS-PAGE鉴定纯度达到95%以上,HPLC分析纯度> 99%。鲎试剂测定内毒素含量为0.013EU/ml,达到中国药典中血制品要求的低于0.15EU/ml标准。     

微生物谷氨酰胺转胺酶对大鼠创伤愈合作用的实验研究

本文研究了微生物谷氨酰胺转胺酶对大鼠创伤的促愈合作用。建立大鼠背部刀割伤模型,用创面照像、透明膜描记扫描记录伤后第5、10、15、20 天创面面积,计算创伤愈合率;并用注水法测量伤腔容积,同时观测肉芽组织再生及其总蛋白、氨基已糖和己糖醛酸的含量变化情况。结果实验组创面愈合时间平均为18.1天,较对照组平均缩短了2-3天(P<0.05);创伤愈合率显著提高(P<0.05或P<0.01);伤腔容积明显缩小(P<0.05);实验组肉芽干湿重较对照组显著增加(P<0.05),肉芽中蛋白质、氨基已糖和己糖醛酸含量增加显著(P<0.05)。结果显示谷氨酰胺转胺酶具有促进大鼠皮肤创伤愈合的作用,其作用机理可能是促进肉芽组织中蛋白质,氨基多糖和胶原的合成有关。     

基因组重排筛选高产谷氨酰胺转胺酶菌株

谷氨酰胺转胺酶(TGase)的产量不足的问题一直限制其工业化生产规模,故采用基因组重排的方法,筛选高产谷氨酰胺转胺酶菌株。通过对不同制备条件下原生质体纯度和形成率的考量,获得制备原生质体的最优条件为以6mg/ml的溶菌酶浓度进行酶解,酶解时间2h。再优化融合条件,以2min紫外灭活和40min热灭活结合的方法挑选出融合子。通过两轮基因组重排,经过96孔板发酵高通量筛选和摇瓶发酵复筛验证,获得了一株产酶达7.12U/ml的茂源链霉菌,相比最初选用菌株的平均酶活提高65.5%。发酵结果显示,酶活提高的原因可能是在重组后原酶成熟更快、更彻底,且得到的菌株遗传稳定性良好。证明基因组重排能够有效提高菌株的产酶水平,同时为谷氨酰胺转胺酶产量提高提供理论依据。     

海藻糖对微生物谷氨酰氨转胺酶热稳定性研究

本实验目的是研究海藻糖对微生物谷氨酰胺转胺酶（TGase）热稳定性的作用。糖类对TGase的保护作用根据糖种类不同有所差异,海藻糖和蔗糖的保护作用优于葡萄糖对TGase的保护作用。在45℃、50℃、55℃、60℃、65℃下研究了海藻糖对TG酶的保护作用。结果表明,在50～65℃下海藻糖使谷氨酰胺转胺酶受热时的稳定性提高了约20％。海藻糖与酶复合的最合适浓度约为14％,浓度低时保护作用不明显,加入过高浓度的糖对酶的活性维持不利。50℃下处理一段时间内,海藻糖对酶的保护作用随时问变化很小。     

基因组重排筛选高产谷氨酰胺转胺酶菌株

谷氨酰胺转胺酶(TGase)的产量不足的问题一直限制其工业化生产规模,故采用基因组重排的方法,筛选高产谷氨酰胺转胺酶菌株。通过对不同制备条件下原生质体纯度和形成率的考量,获得制备原生质体的最优条件为以6mg/ml的溶菌酶浓度进行酶解,酶解时间2h。再优化融合条件,以2min紫外灭活和40min热灭活结合的方法挑选出融合子。通过两轮基因组重排,经过96孔板发酵高通量筛选和摇瓶发酵复筛验证,获得了一株产酶达7.12U/ml的茂源链霉菌,相比最初选用菌株的平均酶活提高65.5%。发酵结果显示,酶活提高的原因可能是在重组后原酶成熟更快、更彻底,且得到的菌株遗传稳定性良好。证明基因组重排能够有效提高菌株的产酶水平,同时为谷氨酰胺转胺酶产量提高提供理论依据。     

超滤法浓缩谷氨酰胺转胺酶的影响因素研究

对微生物谷氨酰胺转胺酶(MTG)超滤浓缩的工艺条件进行了探讨及优化。实验采用截留分子量为30 kDa的聚醚砜(PES)膜,当发酵液初始pH为7,超滤浓缩倍数为4倍时,可以得到理想的MTG回收率。同时对超滤液中蛋白酶的变化进行了分析,发现随着超滤倍数的提高蛋白酶也逐渐提高,但在浓缩4倍以后达到较稳定的水平。聚醚砜(PES)超滤膜使用后用稀释的NaOH溶液浸泡清洗处理50 min后,膜通量可以恢复98.12%。     

发酵法生产谷氨酰胺转胺酶(MTG)的中试研究

比较了摇瓶和 2 .5L种子罐所培养的种子液 ,并在 5L罐上考察了以种子罐培养种子时不同接种量对发酵过程的影响。在将 5L小罐实验结果放大到 30 0L和 3m3 罐的中试规模时 ,分别采用以vvm相等和KLa相等的原则 ,对通风量进行放大 ,以P V相等为依据对搅拌转速进行放大。结果表明 ,当采用种子罐培养种子液时 ,适宜的种龄为 18～ 2 0h ,接种量为 2 % ,30 0L罐中酶活和生产强度分别达到 3.12u mL和 78.0u L·h ,均高于 5L罐的水平 ,3m3 罐酶活为 2 .70u mL ,接近于 5L罐的酶活水平 ,表明本研究所采用的通气量、搅拌转速等放大原则是合理的     

微生物谷氨酰胺转胺酶的表达及分子改造研究进展

微生物谷氨酰胺转胺酶具有催化蛋白质和某些非蛋白物质交联的功能,被广泛应用于食品、医药及纺织等领域.为提高该酶的产量及建立相应的分子改造平台,上世纪90年代日本味之素公司便开展了微生物谷氨酰胺转胺酶重组菌构建的研究.目前,该酶已在多个表达系统中实现活性表达,部分重组菌较野生菌的产酶能力有显著提高.近年来,谷氨酰胺转胺酶的分子改造研究也取得了初步进展,酶的催化活力、热稳定性及底物专一性得到提升.文中对上述研究中涉及的蛋白质表达及改造策略进行了简要的总结及分析,并指出相关研究的发展趋势.     

高产降胆固醇活性物质的红曲霉菌种选育研究

红曲霉出发菌株经紫外线 (UV)、硫酸二乙酯 (DES)、氯化锂 (LiCl)等诱变剂反复诱变处理 ,获得供试红曲霉菌株 10株。用薄层层析法初筛得到可能产MonacolinK的菌株 4株 ,再经高效液相色谱法对初筛菌株进一步进行检测 ,证实其中 3株具有较强的产MonacolinK能力 ,特别是诱变株M7的含量与出发菌株相比提高了 4 1倍     

乙醇脱氢酶（ADH）产酶菌株的选育

从食醋生产企业的醋醅中采集样品,以乙醇为唯一碳源,用碳酸钙透明圈平板法分离出185株菌株,然后以产酸量和耐乙醇能力为标准,瓶发酵选育出20株ADH产酶菌株;A5-2产酸量为49.85 g/L,耐乙醇能力强,A5-2的菌种形态学和16S rDNA序列分析初步鉴定为巴斯德醋酸杆菌（ Acetobacter pasteurianus）;A5-2乙醇脱氢酶酶学性质研究表明：最适作用温度和pH分别为45℃和pH 4.0,具有一定的耐热性和良好的耐酸碱性;A5-2乙醇脱氢酶粗酶制备条件为硫酸铵饱和度70%~80%,回收率84%。     

微生物絮凝剂的菌种分离筛选及其产生条件的选择

本研究采用根瘤菌选择性培养基和稀释平板法,从广西大学校园罗汉松和相思树植物根瘤中总共分离出20株菌落光滑型菌株,并分别对其发酵物作絮凝试验.研究结果表明,从罗汉松根瘤中筛选出一株絮凝率较高的菌株,暂编号为P2.对P2进行形态学观察结果表明:其菌落圆形、凸起、光滑、无色透明,其细胞杆状、菌体大小为0.5×(1～2)μm,该类细菌为革兰氏阴性细菌、有糖被、无芽孢,周生鞭毛;测序分析表明其16S rDNA序列与Rhizobium sp.DV8 16S rDNA(DQ873665.1)同源性达98%以上;生长和产絮凝剂最佳条件如下:配方为甘露醇10%,K_2HPO_4 0.3%,酵母膏0.03%,NaCl 0.5%,(NH_4)_2SO_4 0.01%,脲0.03%液体培养基中,30℃,起始pH为7.0,转速为200 r/min条件下培养发酵72 h,产生的絮凝剂可使浓度为5 000 mg/L高岭土悬浮液在20 min内絮凝率最高为92%.     

抗生素产生菌诱变育种的研究进展

一种抗生素能否产业化决定于抗生素产生菌菌种的产素水平。因而如何提高抗生素产生菌的产素水平成为抗生素研究工作者长期不懈探索的重要课题。其中,诱变育种以其技术设备简单、省时省力等优点得到了微生物育种工作者的青睐,在诱变育种技术上取得了巨大进展,为抗生素工业化生产发挥了重要作用。综述了抗生素产生菌的诱变育种研究进展。     

产果胶酶菌株的筛选

从不同来源的生物样品中分离到产果胶酶菌株,采用刚果红染色法和十六烷基三甲基溴化铵沉淀法进行初筛,通过摇瓶发酵试验进行复筛,最终获得2株果胶酶活力较高的细菌G16和G25,其酶活力分别达到6．37万U／mL和6．84万U／mL。     

丁醇产生菌育种研究进展

生物丁醇产业因发酵法的产量、产率和比例低等原因受到限制。菌种改良是解决问题的一个重要和根本的策略。诱变育种仍然是工业育种的主要方法,复合诱变和理性化筛选更有效。基因工程育种对丙酮丁醇梭菌和大肠杆菌丁醇合成途径进行改造和构建优化,还可改造途径外影响合成的其它基因,以获得高产菌株,发展最为迅猛,但效果仍低于诱变育种。今后的菌种改良方向仍为提高产量和比例。     

产菊粉酶酵母菌株的筛选及菌种鉴定

经过初筛、复筛,得到2株菊粉酶活力较高的酵母菌Y9和Y27,其发酵液酶活分别达到19.4 U/mL和14.1 U/mL,两者胞外菊粉酶分泌较少,主要分布在酵母菌菌体上。通过细胞形态、生理生化特征及Biolog微生物鉴定系统鉴定,将Y9确立为Cryptococcus albidus(浅白隐球酵母),Y27确立为Pichia guilliermondiiA(季也蒙毕赤氏酵母A)。     

水稻航天诱变育种及其机理研究的进展与展望

我国首创利用返地式卫星搭载植物干种子进行地面育种的工作 ,并通过近 10年的选育获得了一批性状优良的水稻新品种。对水稻航天育种工作的特点 ,育种成果 ,尤其是对水稻航天诱变育种机理研究的进展情况进行综述 ,并对水稻航天育种工作的前景进行展望。     

耐碱性木聚糖酶产酶菌株的选育

目的:筛选出产碱性木聚糖酶酶活力高的菌株。方法:从碱性环境中采集样品,以自制木聚糖为惟一利碳源,采用刚果红透明圈法于摇瓶发酵法相结合筛选出18株产木聚糖酶酶活较高的菌株,其中1株酶活最高可达335.14 IU/ml。结果:通过培养特性及形态特征初步鉴定为芽孢杆菌。对部分酶学性质研究的结果表明:其作用最适温度60℃,最适pH8.0,在pH9.0条件下仍具有80%酶活力。结论:属于耐碱性木聚糖酶,具有很好的工业应用前景。     

L-精氨酸产生菌的分子育种

L-精氨酸是一种非常重要的半必需氨基酸,其作为生物体生成NO的前体,参与尿素循环,对人和动物均具有重要的生理功能。现阶段生产精氨酸的主流方法是微生物发酵法,因此,如何快速、高效地选育精氨酸高产菌种成为业内关注的焦点。主要对精氨酸产生菌分子育种方法的最新研究进展进行了综述,并就目前存在的问题和发展方向进行了探讨。