植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD融合酶的构建及酶学性质分析

旨在获得酶学性质改良的植酸酶YiAPPA与生淀粉结合域SBD的融合酶。通过在植酸酶YiAPPA的C末端融合嗜热酸性α-淀粉酶GTamy的生淀粉结合域SBD,获得融合酶YiAPPA-SBD。酶学性质分析表明,YiAPPA-SBD的高温活性和热稳定性得到了提高,并获得了对生玉米淀粉的结合能力。其中YiAPPA-SBD于55-90℃范围内的相对酶活均高于YiAPPA的相对酶活;于80℃的半衰期提高约2倍;在生玉米淀粉浓度大于8%的条件下,YiAPPA-SBD对其结合率达到80%以上。并且YiAPPA-SBD保留有YiAPPA的其它优良酶学性质,最适反应pH为4.5,37℃的绝对酶活高达3 900 U/mg,具有优良的pH稳定性和蛋白酶抗性。     

淀粉结合域与α-淀粉酶的融合表达及其酶学性质

利用RT-PCR从Rhizopus oryzaeGX-08总RNA中克隆到糖化酶的淀粉结合域(SBD)基因(sbd),将该基因片段插入α-淀粉酶(CN7A)基因cn7a的5′端构建融合表达质粒pSE-sbdcn7a。嵌合酶SBD-CN7A在Escherichia coliJM109表达,并经Ni-NTA、Sephacryl S300纯化。酶学性质研究表明:嵌合酶在最适作用条件方面与原始酶并无明显差别;在以生玉米粉为底物时,其比酶活提高了8.7倍,而以可溶性淀粉为底物时其比酶活是原始酶的1.8倍,Km也从3.784 g/L降低为2.234 g/L;嵌合酶在65℃下的半衰期从10 min缩短为4 min。结果表明,淀粉结合域SBD的融合赋予了α-淀粉酶CN7A水解生淀粉的能力。     

生淀粉糖化酶产生菌Cellulosimicrobium sp.SDE的分离鉴定及酶学性质研究

从淀粉制品厂周围土壤中分离到一株高产生淀粉糖化酶的菌株SDE,经形态、生理生化及16S rDNA序列分析将其鉴定为Cellulosimicrobium sp..SDE菌株的最适产酶条件为pH7.0,培养温度为30℃.培养42h粗酶液的酶活达175.3U/mL.该酶以生玉米淀粉为底物时,最适作用pH6.0,最适作用温度40℃,pH6.0-7.0范围内酶活力稳定.在Ca2 存在下,酶的热稳定性很高,80℃保温1 h后,酶活力仍保持50%.Ba2 、Cu2 对酶活有强烈的抑制作用,Ca2 、Zn2 有很强的激活作用.     

融合淀粉酶AmyP-Clo对大米生淀粉的高效降解

【目的】获得能高效降解大米生淀粉的α-淀粉酶。【方法】将来源Clostridium butyricum T-7的α-淀粉酶的淀粉结合结构域与能快速偏好性降解大米生淀粉的α-淀粉酶Amy P的催化结构域融合重组表达。【结果】融合蛋白Amy P-Clo保留了野生型Amy P催化优势的基础上,对大米生淀粉的比活为(373.9±8.4)U/mg,4 h内对5%大米生淀粉的最终降解率为(42.7±1.1)%,对大米生淀粉的最高结合率为(71.1±1.6)%,这些数据相比Amy P分别提高了3.1、2.8和1.3倍。【结论】融合蛋白Amy P-Clo能高效降解生大米淀粉,是一个具有优良应用价值的酶。     

深海放线菌生淀粉酶基因的克隆表达及酶学特性研究

从深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO03032基因组中扩增到1条含淀粉结合域的水解糖苷13家族基因amy032,该基因编码氨基酸与已知蛋白一致性最高为67%。将amy032插入表达载体pET32a启动子下游,构建重组载体pET-amy。重组质粒导入大肠杆菌Rosseta(DE3)菌株中,SDS-PAGE分析结果显示目的基因成功实现异源表达。Ni-NTA对重组酶进行纯化,并对其酶学性质进行表征。结果表明:重组淀粉酶AMY032的最适作用温度为50℃,最适pH为8.0,以可溶性淀粉为底物时的比酶活为(276±57)U/mg,Km为0.02g/L,Vmax为70mg/(L·min)。Ca2+能提高该酶的催化活性,Ni2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+对该酶有抑制作用。AMY032对生玉米淀粉和生大米淀粉具有水解活性,其比酶活分别为(49±12)U/mg和(39±11)U/mg;扫描电镜结果显示AMY032使生玉米淀粉的表面产生明显凹陷。     

α-淀粉酶AmyP中淀粉结合结构域的鉴定

【目的】检测具有生淀粉降解活性的新型α-淀粉酶AmyP是否具有淀粉结合结构域(SBD)。【方法】通过结构域预测和序列分析, 推测AmyP的C端是一个SBD。将这段序列克隆、表达和重组蛋白纯化后, 采用亲和电泳和生淀粉吸附两种方法对重组表达的蛋白进行研究。【结果】AmyP的C端序列是一个新型的SBD, 根据序列特征可以将其划分在碳水化合物结合结构域(CBM) 20家族。该SBD与生大米淀粉的吸附能力最强, 生玉米淀粉次之, 不能与生小麦淀粉、生马铃薯淀粉和生绿豆淀粉吸附。【结论】α-淀粉酶AmyP在蛋白C端具有一个SBD, 有助于理解AmyP快速偏好性降解生淀粉的能力。     

低温生淀粉糖化酶菌株RS01分离及其酶学性质

自渤海湾海泥中分离得到一株产低温生淀粉糖化酶能力较强的菌株RS01,经形态学、生理生化特性及16S rRNA分析将其鉴定为气单胞菌属。对该菌株产的低温生淀粉糖化酶酶学性质进行初步研究,结果表明其最适酶反应温度为30℃,酶的热稳定性比较差,最适pH为5.4,经TLC鉴定酶解产物中有葡萄糖,表明该分离菌株具有产低温生淀粉糖化酶的能力。     

一株高产淀粉酶的解淀粉芽胞杆菌的分离鉴定及其产酶条件优化

目的从土壤中分离产淀粉酶相对较高的菌株,并对其产酶条件进行优化,以期获得更经济、易得的高活力淀粉酶。方法用平板稀释涂布法分别从温州及其周边地区多个淀粉含量高的土壤、污水中采集的样品中筛选产淀粉酶菌株,通过菌落形态、生理生化反应和16S rDNA序列比对对菌株进行鉴定;并从碳源、氮源、离子浓度及紫外诱变等产酶条件对高产淀粉酶菌株进行优化;利用碘-淀粉法等对粗酶液酶学性质进行初步研究。结果从采集到的26个样品中共筛选到19株酶活较高、产酶稳定的野生型菌株。其中编号为Z19的菌株酶活最高,达到351.78 U/mL。经形态和生理生化鉴定,结合16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为解淀粉芽胞杆菌。对菌株Z19的液体发酵条件研究表明,最佳条件为玉米粉1.0%,明胶1.5%,淀粉含量0.5%,NaCl 0.5%,pH7.0,发酵温度37℃,72 h,酶活达到1 360.92 U/mL;在固体培养基上,直接用麸皮,接种量为0.1%,含水量为60%,pH7.0,120 h时,酶活达到1 504.2 U/mL。其最适酶反应pH为6.5,反应温度55~60℃,底物浓度为0.5%。结论从土壤中分离得到了产淀粉酶相对较高的解淀粉芽胞杆菌Z19菌株,产酶条件适用于工业生产,具有一定的应用前景。     

一株产生淀粉分解酶犁头霉的分离鉴定及其酶学性质

从保宁麸醋醋曲中定向筛选得到一株产生淀粉分解酶的菌株CQB43,其酶活力为105.2 U/mL,RDA值达到27.9%。通过形态观察和分子生物学鉴定确定该菌株为伞枝犁头霉Absidia corymbifera。对该菌株分泌生淀粉酶酶学性质的研究结果表明,该酶在pH为4.0-5.6的范围相对稳定,最适pH是5.0;在60°C以下的范围内具有较好的热稳定性,最适作用温度为40°C。研究金属离子对其活力影响的结果表明,Co2+对该生淀粉糖化酶有激活作用,Fe3+和Ca2+对该酶有抑制作用。     

嗜热菌来源的生淀粉酶分离纯化及其酶学性质

从嗜热菌库中分离到两株能水解生淀粉的菌株173和174,通过扩增和测定两株菌的16S rDNA序列并进行比对结果表明,所分离两株菌属于Geobacillus属的细菌.液体摇瓶发酵菌株173、174,其产生的生淀粉酶(简称RSDE173、RSDE174)活力分别达14.5 U/mL和12.9 U/mL.通过生淀粉吸附-熟淀粉洗脱系统和TOYOPEARL HW-55F系统进行分离纯化,得到纯化的RSDE173和RSDE174,纯化倍数分别为50和29,活力回收率分别为34%和41%.有关RSDE173和RSDE174酶学性质研究显示.对熟淀粉水解的最适作用温度均为70℃,而对生淀粉水解则分别在50℃～60℃和40℃～60℃下表现出高水解活力;对不同底物的最适作用pH值均为5.0～5.5;它们对大多数试验离子的敏感性较低,但个别离子如Co2 、Cu'2 对RSDE173或u'2 对RSDE174的酶活力有一定的抑制作用.纯化的这两种生淀粉酶对不同来源生淀粉的底物专一性并不相同.RSDE173底物专一性顺序为红薯淀粉>小麦淀粉>玉米淀粉>木薯淀粉>糯米淀粉;而RSDE174的糯米淀粉>小麦淀粉>红薯淀粉>玉米淀粉>木薯淀粉.RSDE173对生红薯淀粉有很好的降解,其水解糊化淀粉与生红薯淀粉的比值为1.48;而RSDE174优先降解生糯米淀粉,其相应比值为1.69.     

海洋环境来源的淀粉酶AmyP对生玉米 淀粉的降解特性

来自海洋宏基因组文库的 α-淀粉酶（AmyP）属于最新建立的糖苷水解酶亚家族GH13₃7。AmyP 是一个生淀粉降解酶,能有效降解玉米生淀粉。在最适反应条件 pH 7.5和 40 °C 下,生玉米淀粉的比活达到 39.6 ± 1.4 U/mg。酶解反应动力学显示 AmyP 可以非常快速的降解生玉米淀粉。对 1%的生玉米淀粉仅需要 30 min;4%和 8%的生玉米淀粉只需 3 h。DTT 可以显著提高 AmyP 对生玉米淀粉的降解活性,1% DTT 促使活性增加 1倍。根据电镜观察和产物分析,认为 AmyP 是以内腐蚀的模式降解生玉米淀粉颗粒,释放出葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖作为终产物。     

毕赤酵母中植酸酶和内切葡聚糖酶共表达菌株的构建及其高效表达(英文)

植酸酶和内切葡萄糖苷酶广泛应用于动物饲料添加剂中,能更有效地帮助饲料的利用,同时为动物的生命活动提供必需的重要物质。首先构建重组质粒pPICZα-EG,经过线性化后,电转化到含有植酸酶phyA基因的毕赤酵母感受态细胞中,构成含有植酸酶基因和内切葡萄糖苷酶基因的重组体菌株GS115-phyA-EG。经甲醇诱导后其活性分别达到出发菌株GS115-phyA和GS115-EG的39.4%和56.2%。酶学性质的分析显示,最适反应温度和最适反应的pH值分别为55℃和5.5,植酸酶和内切葡萄糖苷酶在温度为45℃~55℃,pH值为4.5~5.5时,酶活相对稳定,均能达到最高酶活的80%以上。结果表明这种在同一个系统种同时表达2种酶的方法能更好地节约时间和成本,使其在饲料工业的应用上有更广阔的前景。     

普鲁兰酶基因在解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株中的分泌表达

根据文献报道的核苷酸序列合成Bacillus deramificans普鲁兰酶成熟肽编码基因BdP。将BdP基因插入芽孢杆菌分泌表达载体pUC980信号肽编码区下游,获得重组质粒pUC980-BdP,重组质粒转化中温α-淀粉酶生产菌解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株。摇瓶发酵实验表明,重组转化子发酵液有明显普鲁兰酶酶活,约48h酶活达到最高水平,为2．8ASPU／mL。酶学性质分析表明,重组酶最适作用温度约为60℃,最适反应pH为5．0,60℃保温3h仍保存50％的活性。重组酶性质适合淀粉糖化工艺的要求。     

特异腐质霉葡糖化酶催化生淀粉一步糖化的酶学特征

从北京西郊森林土壤中分离到产生糖化生淀粉的葡糖化酶的特异腐质霉Humicola insolens HG‐618菌株。优化的产酶培养基如下:6%麦麸、2%玉米粉、0.7%磷酸氢二铵和1%玉米浆,p H 8.0,250m L三角瓶装40m L培养基,在40℃和280r/min培养90h。以生玉米淀粉为底物,发酵液中葡糖化酶活力为180U/m L。酶学性质试验表明,该酶的最适反应p H为6.0,最适反应温度为65℃;在p H 6.0–9.0范围酶活力稳定;酶热稳定性强,在60℃和p H 6.0保温8h,酶活力仍保留83%。一步糖化生玉米粉试验表明,在50m L 30%浓度生玉米粉浆和270U HG‐618葡糖化酶的反应体系中,采用自然p H 6.7,在55℃和100r/min条件下糖化40h。获得的糖化液还原糖浓度为17.1%(由酶产生的还原糖浓度为15.9%),生玉米粉中所含淀粉的糖化率为90%,且产生的糖全部为葡萄糖。因此,该葡糖化酶具有良好的一步糖化生玉米粉前景,它也可以用于生大米粉、生小麦粉和生马铃薯粉的直接糖化。     

Aspergillus sp. RSD生淀粉糖化酶的分离纯化及酶学性质

【目的】纯化得到一种生淀粉糖化酶,并对其酶学性质进行分析。【方法】从曲霉RSD发酵液中,经过硫酸铵分级盐析,HiPrep DEAE FF16/10弱阴离子交换层析,凝胶过滤层析,Hiprep 16/10 source 30S阳离子交换层析最终纯化出一种电泳纯的生淀粉酶。【结果】粗酶液纯化倍数为12.65倍,活力回收率为9.02%,SDS-PAGE结果显示该酶的相对分子质量约为82 kD。对该酶的酶学性质分析结果表明,该酶最适作用温度为50°C,在50°C以下稳定性很好,对高温较为敏感;最适作用pH为4.5,在pH 3.5-7.0范围内酶活力较为稳定,在40°C、pH 4.6条件下以可溶性淀粉为底物时的Km值和Vmax值分别为7.44 g/L和1.45 g/(L·min);金属离子对酶活性的影响试验表明,Fe2+对该酶具有显著激活效果,EDTA、Cu2+、K+对该酶酶活力有不同程度的抑制作用;底物特异性研究表明该酶对麦芽糊精具有较高酶活力。【结论】与市售糖化酶及生淀粉糖化酶相比,该酶对生淀粉的降解能力更高,在工业应用上有较好的前景。     

解淀粉芽孢杆菌凝乳酶的克隆、重组表达及酶学性质

为了实现解淀粉芽孢杆菌来源凝乳酶的异源表达,并探究重组凝乳酶的酶学性质。以解淀粉芽孢杆菌基因组DNA为模板,扩增得到凝乳酶编码基因proMCE,构建了重组菌株E.coliBL21(pET28a-proMCE),并成功表达了重组凝乳酶。通过Ni柱亲和层析法纯化具有活性的凝乳酶,分子量大小约为28.5kDa,纯化后比酶活达到1096.97SU/mg,纯化倍数达到4.56倍,回收率为66.51%。对该重组酶酶学性质进行了初步研究,重组凝乳酶分别在70℃、65℃表现最大凝乳酶活力与蛋白酶活力,60℃处理20min,凝乳酶活力与蛋白酶活力均被钝化80%,为热不定性酶。酶的最适反应pH为5.0。在pH5~7条件下处理后,凝乳酶活力相对稳定,能保留超过70%的活力。     

Secreted expression of the pullulanase in Bacillus amyloliquefaciens BF7658

根据文献报道的核苷酸序列合成Bacillus deramificans普鲁兰酶成熟肽编码基因BdP.将BdP基因插入芽孢杆菌分泌表达载体pUC980信号肽编码区下游,获得重组质粒pUC980-BdP,重组质粒转化中温α-淀粉酶生产菌解淀粉芽孢杆菌BF7658菌株.摇瓶发酵实验表明,重组转化子发酵液有明显普鲁兰酶酶活,约48 h酶活达到最高水平,为2.8 ASPU/mL.酶学性质分析表明,重组酶最适作用温度约为60℃,最适反应pH为5.0,60℃保温3h仍保存50％的活性.重组酶性质适合淀粉糖化工艺的要求.     

一株降解生木薯淀粉的曲霉菌株的筛选、鉴定及其淀粉降解特性

本研究利用以生木薯淀粉为唯一碳源的筛选培养基,从腐烂木薯渣中分离筛选出一株可以降解生木薯淀粉的真菌菌株RSDF-7.根据RSDF-7形态和18S rDNA与28S rDNA之间的内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列分析的结果,初步认定该菌株为曲霉属.菌株RSDF-7的粗酶液对多种不同的生淀粉底物均有水解效果;在以大米和玉米淀粉为底物时,其生淀粉分解活力比较高,分别为42%和40%.菌株RSDF-7的粗酶液具有良好的低pH稳定性,对生木薯淀粉的最适作用温度为50℃,最适作用pH为4.5.在30 min的吸附后,RSDF-7的粗酶液对生木薯淀粉的吸附力高达60%.使用HPLC对粗酶液的酶解产物进行检测,结果发现酶解产物中仅存在葡萄糖,表明菌株RSDF-7所产的生淀粉降解酶主要为糖化酶.扫描电镜观察结果发现,经RSDF-7粗酶液酶解后的生木薯粉颗粒破裂,形成空洞,说明RSDF-7粗酶液对生淀粉有较强的水解作用.可以预见,经纯化后的曲霉菌株RSDF-7生淀粉酶将来可以用于基于酶解的木薯淀粉转化.     

纤维二糖差向异构酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

首先将来源于Caldicellulosiruptor saccharolyticus的纤维二糖差向异构酶基因CsCEm进行密码子优化,然后进行全基因合成,再将其引入到载体pPIC9K中,构建重组质粒pPIC9K-CsCEm并转化入毕赤酵母GS115,得到酵母工程菌株.经微孔板筛选、摇瓶筛选得到酶活最高的重组工程茵GS115-4-19.该菌株经甲醇诱导144 h后,摇瓶发酵液上清酶活达到0.42 U/mL.酶学性质研究结果表明:该酶的最适pH为7.5,且在pH 6.0 ～8.0范围内相对酶活都在80％以上;在pH 4～9的缓冲液中放置24 h后仍保持原酶活力的80％以上;最适温度为80℃,在60℃～80℃保温30 min后,相对酶活在80％以上.动力学研究结果表明该酶对底物乳糖的Km和Vmax分别为(120.27±9.96) mmol/L和(1.035±0.05) mmol/L/min.纤维二糖差向异构酶在毕赤酵母中的成功表达为生物酶法合成乳果糖提供了重要参考.     

黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮

以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料,采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackett-Burman法及响应面设计优化发酵条件得:温度30℃,接种量10%,初始水分体积分数60%,物料厚度2.47 cm,初始pH 5.79,发酵时间6 d;滤纸比酶活可达11.01 U/g,较原始酶活提高了40.61%;产酶结束后加入pH 4.8醋酸-醋酸钠缓冲液,置于50℃下酶解144 h,中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09%、48.82%,还原糖质量分数达到9.02%。