碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度,在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明,以下条件：初始甘油浓度40g／L、初始甲醇浓度3.1g甲醇／gDCW、每24h添加0.51g甲醇／gDCW、诱导表达周期72h、250mL三角瓶诱导培养基装液量30mL、初始pH6,0,最适于菌体生长与产物表达。在此基础上,7L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度,诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat,发酵结束菌体干重达80g／L,酶活为217U／mL,比摇瓶结果提高了66.2％。     

碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度, 在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明, 以下条件：初始甘油浓度40 g/L、初始甲醇浓度3.1 g甲醇/g DCW、每24 h添加0.51 g甲醇/g DCW、诱导表达周期72 h、250 mL三角瓶诱导培养基装液量30 mL、初始pH 6.0, 最适于菌体生长与产物表达。在此基础上, 7 L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度, 诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat, 发酵结束菌体干重达80 g/L, 酶活为217 U/mL, 比摇瓶结果提高了66.2%。     

重组毕赤酵母高密度发酵生产碱性果胶酶的策略

重组Pichia pastoris GS115表达碱性果胶酶的诱导阶段, 最佳初始菌体浓度和甲醇诱导浓度分别为122 g/L和20 g/L, 两者之间最佳比值范围是0.16~0.20 g/g (甲醇/菌体浓度). 在此基础上通过生长阶段甘油的指数流加, 以及诱导阶段基于甲醇比消耗速率和溶氧等参数进行甲醇流加的方式, 将甲醇与菌体浓度比例控制在0.171~0.195 g/g之间. 此时, 酶活达到430 u/mL, 生产强度为4.34 u/mL/h, 实现了碱性果胶酶高效生产。     

重组毕赤酵母高密度发酵生产碱性果胶酶的策略

重组Pichia pastoris GS115表达碱性果胶酶的诱导阶段, 最佳初始菌体浓度和甲醇诱导浓度分别为122 g/L和20 g/L, 两者之间最佳比值范围是0.16~0.20 g/g (甲醇/菌体浓度). 在此基础上通过生长阶段甘油的指数流加, 以及诱导阶段基于甲醇比消耗速率和溶氧等参数进行甲醇流加的方式, 将甲醇与菌体浓度比例控制在0.171~0.195 g/g之间. 此时, 酶活达到430 u/mL, 生产强度为4.34 u/mL/h, 实现了碱性果胶酶高效生产。     

碱性果胶酶高产菌株产酶条件的优化

目的:对碱性果胶酶高产菌株的产酶条件进行优化.方法:通过筛选得到一株产碱性果胶酶的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)TCCC11286,利用单因素实验对其发酵条件进行优化.采用Plackett-Burman(P-B)方法筛选出对产酶有重要影响的3个因素(豆饼粉、MgSO4以及FeSO4的添加量),并采用响应面试验设计(RSM)对重要闪素进行优化.结果:最适的产酶条件为:玉米粉4%,豆饼粉3.55%,MgSO40.034%,(NH4)2SO4 0.4%,磷酸盐0.05mol/L,FeSO40.013%.结论:优化后其产酶能力得到了明显的提高,酶活提高到14.82U/ml.     

纺织精练中碱性果胶酶稳定性的改进研究

从碱性果胶酶在纺织清洁生产中的应用条件出发,在60℃和pH 9.1左右,系统研究了不同稳定剂对提高碱性果胶酶的稳定性的影响。由此,得到了对酶稳定性作用较突出的添加剂以及复合稳定剂,较佳配方为乙酸钠6%(m/v)、MgCl2.2H2O 2%(m/v)。结果表明,添加稳定剂后的碱性果胶酶在棉织物精练中的应用特性得到了提高,达到了棉织物精练的需要。     

碱性果胶酶及其在棉纺织预处理中的应用

综述了果胶酶的分类,及其酶活测定方法;产碱性果胶酶的微生物及嗜碱细菌生理活动;并对碱性果胶酶在棉纺织预处理中的应用状况作了一定的介绍。     

适于罗布麻生物脱胶的果胶酶产生菌分离筛选与表征

在青海柴达木盆地沤制的罗布麻表皮中分离得到两株适于罗布麻脱胶的高产果胶酶菌株,经形态、生理生化指标鉴证和16SrDNA菌种鉴定,确定一株为新的果胶酶产生菌琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）,一株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。水解圈实验得出前者H／C值（H／C为水解圈直径H与菌落直径C之比）为5,后者为3;经酶活力测定,在37℃下,琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）在11h达到产酶高峰（酶活力为103．2IU／mL）,枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）培养至9h达到产酶高峰（酶活力为91．6IU／mL）,但前者最高酶活力比后者高12．5％;经脱胶实验得出两菌残胶率分别为18．47％和17．31％,对罗布麻生物脱胶有较好的适用性。     

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)碱性脂肪酶基因在毕赤酵母中的表达

将来自枯草芽孢杆菌的碱性脂肪酶基因经密码子优化,全基因合成后克隆到pPICZαA载体,构建了pPICZαA-bsl分泌型重组质粒,该重组质粒经限制性内切酶PmeI线性化后使用LiCl法转化到毕赤酵母X-33,经过筛选获得分泌表达碱性脂肪酶的重组毕赤酵母X-33/pPICZαA-bsl。摇瓶发酵液上清酶活最高可达4.78 U/mL,初步研究了该脂肪酶的酶学性质,其最适作用温度为40-60℃,最适pH9.0,且具有高度耐碱的特性。该重组脂肪酶对旧新闻纸具备较明显的脱墨能力。     

地衣芽孢杆菌碱性果胶酶基因PelA的克隆与原核表达

通过PCR扩增的方法,从本实验室筛选保存的Bacillus licheniformis DG-3 菌株中扩增出碱性果胶酶的结构基因pelA , 序列分析表明,所获PelA 基因与已报道的B.licheniformis 14A菌株的pelA基因的同源性为100%. 将pelA 基因在大肠杆菌中表达,发酵液菌体的碱性果胶酶酶活为12U/mL. 4～8 mmol/L的Ca2 对碱性果胶酶具有显著的激活作用.     

恒细胞密度发酵策略提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的表达效率

为了提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶(Alkaline polygalacturonate lyase,PGL)的比速率,开发了一种新的恒细胞密度发酵策略。通过不同的甲醇流加方式,实现发酵过程细胞密度的合理控制。实验结果表明:控制细胞密度为75 g/L的策略为最优,最终单位发酵液体积生产强度和单位菌体生产强度为6.11 U/(mL.h)和81.5 U/(g.h),分别比传统高密度发酵提高了42.1%和191.2%,最终PGL酶活为441.9 U/mL。此外,该策略还具有提高细胞活性和降低蛋白酶降解作用等优势。     

添加保护剂促进碱性果胶酶的工业保藏稳定性

保藏稳定性对于商品酶具有重要的实际意义。通过对碱性果胶酶的保护剂进行研究,最终筛选得到最优复合保护剂配方为：Tween201mL／L,六偏磷酸钠1．5g／L,明胶5g／L,甘油5％（口～）,CaCl22g／L;热稳定性提高18倍。此外在常温保藏时,在酶液中添加0．3‰山梨酸钾和0．3‰苯甲酸钠,能有效提高保藏效果,减少酶液染茵、混浊和发臭,最终常温保藏90d后酶活保留率为84．5％,达到工业化保藏的要求。     

混合碳源流加对重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的影响

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶(PGL)的产量和生产强度,在诱导期采用多种碳源与甲醇混合添加的模式。实验结果发现:甘油、山梨醇、乳酸与甲醇的混合添加均可以提高PGL的产量,其中山梨醇与甲醇的混合流加效果最为显著。研究表明,通过双碳源混合流加可以提高细胞活力,增强醇氧化酶活力,提高毕赤酵母表达外源蛋白效率。当山梨醇的流速为3.6g/(h·L)时,PGL酶活可达1593U/mL,生产强度为16.7U/(mL·h),比对照分别提高了84.6%和45.2%,实现了碱性果胶酶的高效生产。     

微生物过氧化氢酶的发酵生产及其在纺织工业的应用

微生物过氧化氢酶是一种重要的工业酶制剂,可以催化分解过氧化氢生成水和氧气。这一酶制剂在食品、纺织、医药等领域表现出广泛的应用潜力。生物工程和基因工程技术的进步推动了微生物过氧化氢酶的发酵生产。以下综述了微生物过氧化氢酶发酵生产的进展及其在纺织工业中的应用,同时讨论了微生物过氧化氢酶的发酵生产和纺织工业应用的未来趋势。     

碱性果胶酶高产菌株的构建和高密度发酵

碱性果胶酶可用于苎麻脱胶和棉织物前处理的精练工艺,与传统的高温碱煮相比,具有保护纤维、降低能耗和化学污染的优势,因此获得高表达的碱性果胶酶基因工程菌,低成本生产碱性果胶酶对于纺织工业节能减排具有重要的意义。前期研究工作已经将来源于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168的碱性果胶酶基因pel经过密码子优化后在毕赤酵母Pichia pastoris GS115中成功表达。本研究为了提高其表达量,首先利用启动子和信号肽都优化的载体pHBM905BDM进行表达,摇瓶酶活从68 U/mL增加到100 U/mL,qPCR检测转录水平提高了27%。再利用果胶底物平板筛选水解圈大的转化子进行摇瓶发酵获得菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,摇瓶酶活为536 U/mL。随后构建重组质粒pPIC9K-pels,电转化菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,利用抗生素G418平板进行筛选,在含4 mg/mL的G418抗性平板上得到菌株GS115-pHBM905BDM-pPIC9K-pels1,摇瓶酶活为770 U/mL,qPCR测定含7个拷贝目的基因。最后将该菌株在5 L的发酵罐中进行高密度发酵,果胶酶酶活提高至2 271 U/mL。该碱性果胶酶酶活已达到目前酵母表达的最高水平,说明其具有很好的应用于纺织工业的潜力。     

Overproduction of alkaline polygalacturonate lyase in recombinant Escherichia coli by a two-stage glycerol feeding approach

This work aims to achieve the overproduction of alkaline polygalacturonate lyase (PGL) with recombinant Escherichia coli by a two-stage glycerol feeding approach. First, the PGL coding gene from Bacillus subtilis WSHB04-02 was expressed in E. coli BL21 (DE3) under the strong inducible T7 promoter of the pET20b (+) vector. And then the influence of media composition, induction temperature, and inducer isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) concentration on cell growth and PGL production was investigated. Finally, a two-stage glycerol feeding strategy was proposed and applied in a 3-L fermenter, where cultivation was conducted at a controlled specific growth rate (μset=0.2) during pre-induction phase, followed by a constant glycerol feeding rate of 12 ml h(-1) at post-induction phase. The total PGL yield reached 371.86 U mL(-1), which is the highest PGL production by recombinant E. coli expression system.     

Improved production of alkaline polygalacturonate lyase by homologous overexpression pelA in Bacillus subtilis

A polygalacturonate lyase (PGL), PelA, was purified from the culture broth of Bacillus subtilis 7-3-3, with a molecular weight, optimal temperature, and pH of approximately 45 kDa, 55 °C, and 9.4, respectively. The PGL gene (pelA) was homologously overexpressed in B. subtilis 7-3-3 to increase the gene copies and enhance the PGL production. The resulting PGL activity was 2138 U mL^?1 at 44 h, and the productivity reached 48.58 U (mL h)^?1 through the homologous overexpression of strain B-pN-pelA in a 7.5 L fermentor, the highest PGL production compared to those reported in literature to the best of our knowledge. Crude enzyme has high PGL and PGase activity, which can remove 50.58% of pectin in unpretreatment ramie fibers at 50 °C for 4 h. Meanwhile, the enzyme system with a low level hemicellulase and almost no cellulase will further help in enhancing the efficiency of degumming besides maintaining tenacity of plant fiber. The B. subtilis B-pN-pelA shows high genetic stability and has great potential in the textile industry.     

Expression of a Bacillus subtilis pectate lyase gene in Pichia pastoris

The methylotrophic yeast Pichia pastoris is an attractive heterologous protein expression host, mainly for genes from higher eukaryotes. However, no successful examples for the expression of bacterial gene encoding pectate lyase in P. pastoris have been reported. The present study reports for the first time the cloning and functional expression of the bacterial Bacillus subtilis gene encoding alkaline pectate lyase in P. pastoris. A molecular weight of 43,644 Da was calculated from the deduced amino acid sequence. A pectate lyase activity as high as 100 U/ml was attained in the fermentation broth of P. pastoris GS 115, which was about 10 times higher than when the gene is expressed in Escherichia coli. The recombinant pectate lyase was purified to homogeneity and maximal activity of the enzyme was observed at 65 °C, and pH 9.4. The recombinant enzyme showed a wider pH and thermal stability spectrum than the purified pectate lyase from B. subtilis WSHB04-02. Pectate lyase activity slightly increased in the presence of Mg²⁺ (ion) but decreased in the presence of other metal ions. Analysis of polygalacturonic acid degradation products by electrospray ionization-mass spectrometry revealed that the degradation products were unsaturated trigalacturonic acid and unsaturated bigalacturonic acid, which confirms that the enzyme catalyzes a trans-elimination reaction.