毛栓菌产漆酶条件优化及该酶对合成染料脱色的特性

【目的】提高菌株Trametes hirsuta SYBC-L19漆酶产量,并研究该酶对合成染料脱色的性质。【方法】通过单因素和响应面设计,对产漆酶培养基进行优化。【结果】最优培养基为:玉米粉20.0 g/L、马铃薯淀粉32.4 g/L、酒石酸铵2.9 g/L、吐温80 0.5 g/L、CuSO4.5H2O 2.0 mmol/L、香兰素0.54 mmol/L、NaH2PO4.2H2O 2.0 g/L、MgSO4.7H2O0.5 g/L、MnSO4.H2O 0.1 g/L;最佳培养条件为:培养温度30°C,初始pH 6.0,装液量40 mL/250 mL,接种量8%。【结论】培养8 d酶活达35 U/mL,是优化前的39倍。对漆酶催化合成染料脱色进行了考察,发现该酶在60°C下对偶氮类染料AR1和RB5能迅速脱色,5 min内即可完成。     

融合自组装双亲短肽对重组过氧化氢酶酶学性质的影响

【目的】利用融合自组装双亲短肽策略对源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的过氧化氢酶Kat A进行改性,以强化重组过氧化氢酶在工业中的应用适应性。【方法】将自组装双亲短肽S1vw通过连接肽PT-linker融合在Kat A的N端,构建重组质粒p HT254-S1vw-PT-kat A,将其与携带天然酶基因的p HT254-kat A分别转入枯草芽孢杆菌WB800N中进行分泌表达,之后将分离纯化得到的纯酶进行酶学性质研究。【结果】成功构建出工程菌并将胞外粗酶液通过乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析和凝胶过滤层析4步纯化,最终获得电泳纯的重组酶蛋白。酶学性质研究结果显示,融合酶S1vw-PT-Kat A和天然酶Kat A的最适反应温度均为30°C,最适反应p H值均为11.0。然而,融合酶在p H 12.0下孵育30 min的相对酶活为77.3%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的14.9倍,在65°C和70°C下孵育30 min的相对酶活分别为19.8%和17.5%,是相同处理条件下天然酶相对酶活的1.8倍和1.7倍。此外,融合酶在4°C储存14 d后相对酶活为8...     

半夏内生真菌所产β-葡萄糖苷酶的酶学特性研究

从半夏中分离筛选得到一株植物内生真菌,提取培养液中的β-葡萄糖苷酶,研究其酶学特性。结果表明:该菌种所产β-葡萄糖苷酶的最适反应温度在45~50℃之间,最适p H在7~8之间;在低于40℃条件下,p H为6~9时,酶活较稳定;其最适反应时间为40 min,金属离子和有机溶剂对酶活性影响都很大,在最适反应条件下其酶活为(77.83±0.42)U/m L。     

氯过氧化物酶发酵相关指标及其关联性分析

通过考察氯过氧化物酶(CPO)发酵相关参数的动力学特征,探究酶产量与参数之间的关联性。结果表明:CPO发酵过程中慢速C源麦芽糖比葡萄糖更有利于调控CPO的稳定合成,前者CPO最高比酶活(179.50 U/m L)比后者(135 U/m L)高出44.5 U/m L,而且产酶高峰期延迟1~2 d;发酵过程p H波动与C源消耗速率密切相关,且对CPO合成具有明显的指标性作用。通过生物量曲线及糖消耗曲线与产酶特征对比判断,菌株合成CPO为中期合成类型。副产物黑色素是菌体成熟时期的一种次生代谢物质,与酶的生物合成存在时间上的同步性。控制C源基质和p H对提高CPO稳定化生产具有一定成效。     

混合添加乙醇和H2O2对嗜热子囊菌产过氧化氢酶的影响

在以嗜热子囊菌( T. aurantiacus WSH03-01BC)生产过氧化氢酶的7L罐发酵研 究中,发现混合添加适量的乙醇(75%)和H2O2可以促进菌体产酶.在发酵36h和 48h分别添加0.8%(v/v)的乙醇时,酶活比对照提高了34.3%;当添加乙醇的总量超过2.4 %时 ,对菌体的生长及产酶有明显的抑制作用;在发酵36～60h恒速流加1.6%的乙醇,CAT的酶活 达到2519U/mL,单位细胞产酶能力提高了47.3%;在发酵36h～60h恒速流加1.6%的乙醇并在4 8h混合添加0.4%的H2O2时,CAT的酶活达到2786U/mL,比对照提高了50.1% .     

谷氨酸棒杆菌过氧化氢酶的异源表达、纯化以及酶学性质

过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气,在工业上有着较为广泛的应用。然而,纺织和造纸工业的特殊的高碱性环境,使得开发碱性过氧化氢酶有着重要的应用价值。利用大肠杆菌表达来自于谷氨酸棒杆菌的过氧化氢酶,对其表达条件进行了优化,并通过镍柱亲和层析的方法分离纯化重组蛋白,然后表征纯酶的酶学性质。最适表达条件为:诱导剂IPTG浓度0.2 mmol/L,诱导温度25℃,诱导时间11 h。过氧化氢酶比酶活达到55 266 U/mg,具有较高的催化活性。该酶具有相当宽泛的p H值适应范围,在p H 4.0–11.5范围内均具有较高的酶活性,并在p H 11.0条件下表现出最高的酶活性。将纯酶在p H 11.0的溶液中处理3 h时剩余酶活为93%,说明该酶在高碱条件下有良好的稳定性。该酶最适温度为30℃,在25–50℃热稳定性较好。其动力学参数Km为25.89mmol/L,Vmax为185.18mmol/(min?mg)。抑制剂十二烷基硫酸钠(SDS)、尿素、Na N3、β-巯基乙醇、EDTA对酶活有不同程度的抑制作用。来源于谷氨酸棒杆菌的过氧化氢酶具有较高的催化效率、良好的碱耐受性,在工业生产中有较好...     

活性氧胁迫促进枯草芽孢杆菌WSHDZ-01过量合成过氧化氢酶

研究了乙醇和H2O2胁迫对芽孢杆菌(Bacillussp.)WSHDZ-01过量合成过氧化氢酶(Catalase,简称CAT)的影响。在Bacillussp.WSHDZ-01培养体系中添加2.0%(V/V)乙醇,胞内过氧化氢酶酶活达到11151U/mL,是对照组的2.5倍。而在培养体系中添加0.3%(V/V)H2O2,则使胞内过氧化氢酶不断分泌到胞外,胞外酶占总酶活比率增加至27%。基于上述发现,分别以不添加胁迫物(a)、乙醇胁迫(b)、H2O2胁迫(c)为对照,在培养体系中维持持续的乙醇和H2O2胁迫,结果表明:1)胞外酶比例达到82.5%;2)发酵周期缩短为42h,比对照a延长了6h,比对照b和c分别缩短了8h和6h;3)生产强度达到470U/(mL·h),比对照a提高了18.6%,为过氧化氢酶工业化生产奠定了基础。     

果胶裂解酶产生真菌的选育及酶学性质研究

果胶裂解酶(pectin lyase)具有降解果胶物质的能力,在工业、医药等领域有着重要作用,目前主要由果胶裂解酶功能菌株进行工业发酵生产,但现已开发的能用于工业生产的菌株资源十分有限。本实验采用刚果红染色法从雅安果园富含果胶土壤中筛选果胶裂解酶产生菌株,旨在为果胶裂解酶工业生产开发新的菌株资源。实验最终筛选出一株果胶裂解酶产生真菌菌株,经形态学和分子生物学鉴定为丛梗孢目曲霉属(Aspergillus monilia)的黄曲霉(Aspergillus flavus)。发酵条件研究表明,其最佳培养基的组成为(g/L):桔皮粉3,麸皮5,K_2HPO_4 0.05,Mg SO40.05,在此组合下酶活可达1.48 U/m L;最适培养条件为:初始p H 8.0,接种量8%,温度30℃,摇床转速200 r/min,培养时间48 h。酶学性质研究表明:该酶的最适p H为8.0,在p H 7.0~9.0范围内稳定性良好;最适温度为50℃,在40~50℃范围内稳定性较好;Ca~(2+)、Mg~(2+)对酶有较明显的激活作用,Mn~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)等对酶有不同程度的抑制作用。本研究成功对筛选菌株进行了发酵条件优化、酶学性质的研究,为果胶裂解酶工业生产菌株的选育以及实际应用提供实验依据。     

产磷脂酶C芽孢杆菌Z-13产酶条件优化

以生物量和酶活为主要指标,采用单因素优化方法结合均匀设计试验,对芽孢杆菌Z-13产磷脂酶C(phospholipaseC,PLC)条件进行了优化。结果表明,该菌合适的产酶条件为:魔芋飞粉2.5 g/L、黄豆粉30 g/L、K2HPO4·3H2O 2.8 g/L、Zn2SO4·7H2O 1.3 g/L、接种量0.5%、摇床转速150 r/min、培养温度30℃、初始pH值9.0,在此条件下培养15 h,活菌总数为4.5×109CFU/mL,卵黄琼脂杯碟法测定磷脂酶C产生的沉淀圈(乳白色晕圈)直径可达30 mm。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达及重组酶酶学性质

【目的】克隆交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)BYS-2的褐藻胶裂解酶基因,实现其在大肠杆菌细胞中异源表达,对分离纯化的重组酶进行酶学性质研究。【方法】以交替假单胞菌BYS-2菌株基因组DNA为模板,克隆得到褐藻胶裂解酶基因alg738,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-alg738,诱导表达,表达产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应p H为8.0,在p H 6.0-9.0范围内37°C保温1 h仍能保持84%以上的相对酶活力,具有较好的p H稳定性;最适反应温度为45°C,热稳定性实验显示在37°C下保温60 min其残余酶活力仍达66.6%;在5 mmol/L浓度下,Na~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶具有明显的促进作用,Ni~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、β-巯基乙醇、SDS具有明显的抑制作用。动力学参数Km、Vmax分别为1.11 g/L和0.011 g/(L·min),底物特异性分析表明该重组酶为偏好聚甘露糖醛酸钠(Poly M)裂解作用的双功能酶。【结论】重组褐藻胶裂解酶具有良好的酶学特性,为褐藻胶裂解酶的开发应用打下基础。     

α-酮戊二酸半醛脱氢酶的定点突变及酶学性质变化

3-HP是一种性质优良的化学中间体,以甘油为底物生产3-HP的研究备受青睐,而限制3-HP产量的主要原因是Ald H活力过低。对源于Azospirillam brasilense的α-酮戊二酸半醛脱氢酶(KGSADH)基因同源建模和结构分析,采用定点突变方法得到高活力KGSADH,将突变酶表达纯化,探讨酶学性质的变化。结果表明,TU-KGSADH(E120D/P219A)酶活力达6.03U/mg,比原始酶比酶活提高了322%,最适温度由35℃降低为30℃,且热稳定性降低,最适p H为8.0,在p H 6.0-8.0条件下酶活力有所提高。Zn~(2+)对KGSADH的酶活有较强的抑制作用,而Co~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)对KGSADH的酶活有较大的激活作用。在酶的动力学方面,TU-KGSADH对乙醛的K_m由7.58降为6.28 mmol/L,V_(max)由10.6提高为12.3 U/mg。对酶学性质改变的因素分析发现,120位突变与最适p H下降和p H稳定性向酸性偏移有关,219位突变可能是最适温度和热稳定性降低的原因,为醛脱氢酶进一步定向改造提供参考。     

马克斯克鲁维酵母菌菊粉酶的异源表达及低聚果糖制备工艺优化

【目的】低聚果糖是新型的食品和保健品原料,具有广阔的市场需求。以菊粉酶水解菊粉制备低聚果糖的酶法工艺是先进的绿色制造。本研究旨在获得高产的菊粉酶菌株及以菊粉为原料酶法制备低聚果糖的优化工艺。【方法】采用基因工程手段克隆马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)的菊粉酶基因,实现其在毕赤酵母中的高效表达;测定菊粉酶在不同p H、温度、金属离子和底物浓度等条件下的酶活变化趋势,获得最佳的反应参数;通过高效液相色谱法检测水解产物,获得不同酶量水解产物各组分分布。【结果】菊粉酶工程菌株在10 L发酵罐中的产菊粉酶活达1 570 U/m L、蛋白质含量为2.75 g/L发酵液;菊粉酶最适反应参数为:在体积为1 L的反应体系中,p H 5.0、反应温度50°C、含0.2 mmol/L Mg2+以及菊粉浓度为8%。在该条件下,酶量为10 U时菊粉被完全水解。水解产物中单糖和二糖含量仅为9.25%,而低聚果糖(C3-C8)含量为90.75%,且C3-C5低聚果糖含量高达72.92%。【结论】克隆了K.marxianus菊粉酶基因并实现了高效表达,获得了水解菊粉制备低聚果糖的最佳工艺条件。为菊粉酶的大量生产及低聚果糖的酶法制备奠定了良好的基础。     

黑曲霉(Aspergillus niger)发酵生产木聚糖酶的pH调控策略

为了提高黑曲霉(Aspergillus niger)D08生产木聚糖酶的能力,考察了不同p H条件对菌株生长及产酶的影响,结果发现木聚糖酶发酵过程中菌体生长的最适p H与木聚糖酶合成的最适p H不同,分别为3.5和4.5。由此针对性地提出了两阶段p H控制策略:在30 h内控制p H为3.5;30 h后p H控制为4.5。结果表明:分阶段p H调控策略的实施进一步提高了菌体合成木聚糖酶的能力,木聚糖酶比酶活(2 223.38 U/m L)和生产强度(26.47U/(m L·h))分别比恒定p H 4.5时提高了14.3%和30.6%。该工艺对提高木聚糖酶活力具有一定的指导意义,为后续研究和生产奠定了良好的基础。     

羊蹄叶过氧化物酶的纯化和酶学性质研究

采用磷酸缓冲液浸提法提取羊蹄叶POD,对影响酶提取的主要因素(料液比、浸提液p H、浸提温度和浸提时间)进行单因素实验和正交实验,用p H沉淀和丙酮沉淀对酶进行了纯化,并研究了其酶学性质。结果表明,羊蹄叶POD的最佳提取条件是料液比为1∶40,提取液p H为9,浸提温度是35℃,浸提时间为30 min。调节提取液的p H为5以及用1倍和0.8倍体积的丙酮沉淀提取液时蛋白相对沉淀量多和酶的比活性大。羊蹄叶POD以愈创木酚和H2O2为底物的Km分别是0.12 mmol/L和0.62×10-3mmol/L。Cu SO4对羊蹄叶POD活性有激活作用,而Zn SO4、Mg SO4、Ca Cl2、KCl和Na Cl对POD活性有抑制作用。研究证明羊蹄叶POD的提取和纯化方法简单有效,其酶学性质为理解羊蹄植物的生长特性和酶学应用提供依据。     

一氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗根生长和氧化损伤的影响

0.05和0.10 mmol/L一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium mtropmsside,SNP)处理明显减轻NaCl浓度为150 mmo1/L左右的盐胁迫对小麦幼苗根生长的抑制效应,其中0.05mmol/L的SNP效果最明显;0.30mmol/L以上的SNP处理对根抑制无明显缓解作用;当NaCl浓度大于300 mmol/L时,各种浓度的SNP均不能减轻盐胁迫对根生长的抑制.以N O清除剂血红蛋白(hemoglobin,Hb)以及NOx-,K3Fe(CN)6等为对照,观察到0.05 mmol/L的SNP能不同程度地提高150mmo/L盐胁迫下小麦幼苗根尖细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbateperoxidase,APX)活性,明显降低MDA、H2O2和O2-.的积累,阻断盐胁迫诱导的根尖细胞DNA片段化,表明NO能有效缓解盐胁迫引起的小麦幼苗根尖细胞的氧化损伤.     

Serratia marcescens H30脂肪酶的重组可溶表达、固定化及其酶学性质

为了提高Serratia marcescens H30脂肪酶的可溶表达水平,分别将目的基因与p GEX-4T-1、p ET28a和p ET32a构建重组表达载体,转入大肠杆菌BL21(DE3),通过优化诱导过程,发现可溶性酶的最高活性可达25 000 U/L。再经Ni2+亲和柱纯化、LH-EP固定化后,固定化酶的比酶活为214 U/g(以1 g湿质量计),酶活回收率为51%。固定化后重组脂肪酶的最适温度由30℃提高到35℃,最适p H从7.0偏移至8.0左右,并且稳定性也有所增加。该固定化重组脂肪酶同样能够拆分消旋体反式-4-甲氧苯基缩水甘油酸甲酯,光学选择性没有改变。反应14 h,转化率为48.5%,底物的e.e.值为99.2%,表明该固定化脂肪酶能有效拆分消旋体反式-4-甲氧苯基缩水甘油酸甲酯,为工业生物催化制备地尔硫卓提供了可能。     

Bacillus sublitis JH-1木聚糖酶的纯化及酶学性质

对枯草芽孢杆菌Bacillus sublitis JH-1胞外木聚糖酶的纯化及酶学性质进行了研究。通过(NH4)2SO4分级沉淀法、透析除盐、DEAE-Sepharose FF弱阴离子交换层析等方法,从枯草芽孢杆菌Bacillus sublitis JH-1发酵液中分离纯化得到了电泳纯的木聚糖酶,其相对分子质量为3.45×104,比活力为75 899.68 U/mg。酶学性质研究结果表明:该酶的最适p H为6.0,在最适p H条件下保温2 h后仍能保持75%的活力,而p H越高,活力下降越快,表明为酸性木聚糖酶;最适温度为55℃,在50~60℃保温2 h后仍具有70%左右相对较高的活性,说明该酶具有较强的耐高温性;Fe2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Ba2+和低浓度(5 mmol/L)的Fe3+对酶的活性有促进作用,而Mn2+和高浓度(10mmol/L)的Fe3+对酶的活性有抑制作用。     

氧化胁迫对Alkalibacterium sp. F26防御酶和辅因子的影响

将一株能够高产过氧化氢酶的低度嗜盐嗜碱茵Alkalibacterium sp.F26作为模式微生物,采用高效液相色谱技术测定胞内代谢物浓度,研究氧化胁迫对其防御酶活性和辅因子的影响.研究结果表明:相比低浓度H2O2(＜1 mmol/L)胁迫,此菌株在高浓度H2O2(＞1 mmol/L)胁迫下的应答表现曼为明显:经3 mmol/L H2O2胁迫后胞内CAT酶活为106.54 U/mg protein,是对照产量的1.76倍;ATP浓度则从对照浓度20.55 μmol/L下降到17.80 μmol/L;NAD 浓度自对照样品的69.89 μmol/L减少至31.77 μmol/L.由于ATP和NAD 浓度的减少,相比未经过H2O2胁迫菌体.细胞能荷值EC从0.77降低至0.68,NADH/NAD 则从0.08增加至0.41.然而,这种应答机制在细胞受到低浓度H2O2的胁迫后并不明显:除发现100 μmol/L H2O2能够导致细胞防御机制的激活而使胞内ATP浓度相比对照有所增加的情况外,经50 μmol/L和500 μmol/L H2O2胁迫后胞内ATP水平从对照的22.69 μmol/L只下降到22.38 μmol/L和13.70 μmol/L;并且此种胁迫条件下NADH浓度变化也不显著.     

大球盖菇漆酶的分离纯化及酶学性质研究

从大球盖菇Sr-01菌株液体发酵液中分离漆酶,研究温度、p H和金属离子对酶活的影响。采用硫酸铵分级沉淀、Q-Sepharose阴离子交换层析和Superdex 200凝胶过滤层析对大球盖菇漆酶进行分离纯化。以ABTS[2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)]为底物,分光光度法测定酶活。结果表明,纯化后的漆酶比活力为152.79 U/mg,回收率为35.8%。SDSPAGE显示该漆酶为单体蛋白,相对分子质量约40 k D。该漆酶的最适反应温度和p H分别为35℃和4.0,Mg~(2+)、Cu~(2+)对酶活有激活作用,Fe~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)则有显著抑制作用。在最优反应条件下,纯化后的漆酶比活力可达222.93 U/mg。     

阿魏菇与胶红酵母共培养产漆酶对活性艳蓝W-RV的脱色

利用阿魏菇与胶红酵母共培养所产漆酶对染料活性艳蓝W-RV进行脱色,同时考察不同p H、温度、染料浓度和漆酶酶活等条件对脱色的影响。结果显示,酸性范围内的p H有利于活性艳蓝W-RV的脱色,较高温度并不适于脱色反应。在研究不同染料浓度的影响时发现,不同浓度染料的脱色率在7 h反应后都达到了稳定,而漆酶酶活在达到200 U/L后脱色率不再变化。因此,最终得到的最适反应条件为p H 4.5、30℃、染料质量浓度100 mg/L、漆酶酶活200 U/L,在此条件下,活性艳蓝W-RV的最高脱色率为89.91%。