氧化铝为载体的固定化葡萄糖异构酶某些性质的研究

本文报道了以廉价的大孔氧化铝作为葡萄糖异构酶的固定化载体。该固定化酶的热稳定性是60—70℃,如高于70℃就开始失活。最适Ph和温度分别为7．2—8．0和70℃。Gu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺和Ba²⁺等金属离子对它的酶活有抑制作用,Co²⁺和Mg²⁺金属离子却有明显的激活作用。该固定化酶酶活是6000—7000μ／g。通过柱运转,它的半衰期为40天以上,转化率是葡萄糖异构为果糖理论值的80一85％。     

一株产生葡萄糖异构酶的嗜热放线菌的研究

本文对产生胞外葡萄糖异构酶的一株嗜热放线菌进行研究。根据它形态和生理特征,可以初步鉴定为不吸水键霉菌嗜热亚种(Streptomycetes ahygroscopicus subsp.thermophilus Yan,Zhang et al.)并对通过紫外线诱变得到的变异株M1033所产生葡萄糖异构酶的某些性质进行了初步探讨。该菌的胞外酶占80%左右,发酵条件粗放,发酵温度为41±1℃,酶的热稳定性温度是70℃。最适pH和温度分别为7.7—8.8和70～80℃。Zn~(2 )、Mn~(2 )、Cu~(2 )、Fe~(2 )和Ba~(2 )等金属离子对它的酶活力虽有抑制作用,但Co~(2 )和Mg~(2 )二种金属离子却有明显的激活作用。     

固定化酶的微环境效应—载体离子基团性质的影响

作者合成了阴离子型和阳离子型葡聚糖,以此为载体,用CNBr活化其剩余羟基,固定化了葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶。就离子型载体对固定化酶的蛋白载量、最适pH和热稳定性等的影响做了考察。发现固定化酶的蛋白载量不仅与载体的电性质有关,也与酶分子自身的电性质有关。当载体电性质与酶蛋白电性质相反时,固定化酶的蛋白载量增加,热稳定性提高、载体电性质与酶蛋白电性质相同时,固定化酶的蛋白载量不变或下降,其热稳定性不变。作者还发现当离子型载体孔度和体系缓冲液浓度一定时,酶分子能否进入多孔性载体内部,对其最适pH是否变化影响极大。若酶分子仅被连接在载体的外表层,其最适pH不发生变化,反之亦然。作者还观察到当多糖类载体引入氨基或羧基后,大大增强了其抵抗微生物侵蚀的能力。     

遗传工程在工业酶生产上的应用

一 D-木糖异构酶和D-葡萄糖异构酶 利用D-木糖异构酶和D-葡萄糖异构酶从半纤维素(木糖)制备乙醇和从淀粉(葡萄糖)制备高果葡糖浆具有巨大的经济价值。最近,美国Upjohn公司用遗传工程方法获得了具有高酶活力的大肠杆菌(E.coli)。方法和结果如下。     

固定化葡萄糖异构酶最适pH值的调节

用多孔强碱性三乙醇胺基聚苯乙烯树脂作为载体,用CNBr与载体上多羟基作用共价偶联葡萄糖异构酶(GI)。最适偶联条件表明:CNBr量增多,蛋白载量增加,但比活下降。固定化葡萄糖异构酶(IGI)最适反应温度比天然酶提高15℃。并系统地研究了影响IGI活力-pH的曲线的各种因素:用具有不同平均孔径的载体(R=137A,185A,230A,365A)固定化GI,在低离子强度条件下(0.0064mol/L),测定其最适pH值分别7.76,7.56,7.50,8.20。选择平均孔径为230A且具有不同数量三乙醇胺基的载体(0.94,1.05,1.13,1.37mmol/g干胶)分别固定化GI,其最适pH值分别为7.70,7.50,7.46,7.36。     

固定化葡萄糖异构酶的研究

采用明胶包埋经热固定处理的链霉菌细胞,再用戊二醛交联的复合法制备固定化葡酶糠异构酶。选择了合适的包埋配比和戊二醛交联的最适条件。确定了制备固定化酶的工艺条件。对固定化酶的若干性质进行了试验研究,选择了一个较理想的转化条件,在此基础上进行了多次固定床反应器的连续转化试验(干固定化酶重量为1 kg),以40—44%(w/w)的双酶法液体葡萄糖为底物,在5 ×10~-3MgSO_4,5×10~-3Na_2SO_8,pH7.2.64℃±1℃的条件下,固定化葡萄糖异构酶的半衰期为30天以上,56—60天酶活保留原来的25%。每公斤干固定化酶可转化绝干葡萄糖2吨左右(转化率     

树状黄杆菌变株U-616葡萄糖异构酶的研究

以树状黄杆菌（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍａｒａｂｏｒｅｓｃｅｎｓ）ＮＲＲＬ１１０２２为出发菌株,用紫外线对其进行诱变,经筛选得到一株葡萄糖异构酶的高产菌株Ｕ－６１６,其酶活力提高３１％。经保存三年和多次传代复测,其产酶能力保持稳定。其生长和产酶需较高的溶氧水平,最适产酶温度为３０℃,最适产酶ｐＨ为７．０－７．５,铁离子对其生长和产酶无明显的影响。所产葡萄糖异构酶的最适温度为６０－８０℃,最适ｐＨ为７．５－８．５,Ｃｏ２＋和Ｍｇ２＋对酶有激活作用,对金属离子耐受性较强,对Ｃａ２＋不敏感,热稳定性较好。树状黄杆菌变株Ｕ－６１６是一株产胞内葡萄糖异构酶的优良菌株。     

高产天冬氨酸酶的大肠杆菌细胞的固定化

用聚乙烯醇凝胶包埋具有高活力天冬氨酸酶的大肠杆菌(Escherichia coli)No.1细胞。该酶的表现活力高达1638 00u／g湿细胞,酶活力的回收率为97．5％。固定化细胞和游离细胞天冬氨酸酶的最适pH均为8．0,最适温度分别为40—45℃和40—55℃。二价金属离子Mn2+、Mg2+、Ca2+和Fe2+对热钝化的天冬氨酸酶活力具有保护作用。在37—45℃下,两种细胞的热稳定性相同。二者在pH6．0的柠檬酸缓冲液中比较稳定。固定化细胞在1mol／L、pH8．0的底物溶液(内含Mn2+1mmol／L)中于4℃冰箱保存6个月,天冬氨酸酶的活力保持不变。用固定化细胞柱连续生产L-天冬氨酸,底物转化为产物的转化率达95％以上;产物的总 收率为91．1％。固定化细胞柱连续运转40天,天冬氨酸酶活力仍保持最初酶活力的90％。     

产葡萄糖异构酶工程菌工业发酵条件模拟研究

高效表达葡萄糖异构酶的大肠杆菌工程菌Ｋ３８／ｐＧＰＩ－２,ｐＴＫＤ－ＧＩ菌株,在玉米浆培养基中能高效合成葡萄糖异构酶,观察了细菌生长的细胞浓度（ＯＤ）、ｐＨ和酶产生的动态变化。玉米浆培养基成本低、制备工艺简单,在５０Ｌ发酵罐中酶活力为１４３ｕ／ｍＬ,比在ＬＢ培养基中高约１０倍。用超声波破碎细胞液作酶源吸附于大孔阴离子交换树脂制成固定化葡萄糖异构酶、其酶活力达到１０２００ｕ／ｇ（干）。     

海栖热袍菌葡萄糖异构酶基因xylA的克隆、表达及酶学性质

海栖热袍菌(Thermotoga maritima)是嗜极端高温的厌氧细菌,其产生的葡萄糖异构酶由于其出色的耐热性有着潜在的工业应用价值.由于海栖热袍菌苛刻的培养条件导致其葡萄糖异构酶产量较低.通过PCR方法克隆编码T. maritima MSB8葡萄糖异构酶基因xylA,构建重组质粒pHsh-xylA,转入Escherichia coli JM109,通过热激诱导表达.通过热处理和离子交换层析纯化两步得到电泳纯的酶制品,纯化倍数和回收率分别为8.02和49.02.对酶学性质研究表明,该重组酶为金属离子激活性酶,Mg2 ,Co2 对相对酶活有很强的激活作用,其最适pH为7.0,最适反应温度为95℃,且在pH 6～8之间有着较好的稳定性,在95℃下半衰期长达5 h以上.以葡萄糖为底物时的表观Km和Vmax分别为105 mmol/L和45.2 mol/min·mg.     

产葡萄糖异构酶工程菌工业发酵条件模拟研究*

高效表达葡萄糖异构酶的大肠杆菌工程菌Ｋ３８／ｐＧＰＩ－２,ｐＴＫＤ－ＧＩ菌株,在玉米浆培养基中能高效合成葡萄糖异构酶,观察了细菌生长的细胞浓度（ＯＤ）、ｐＨ和酶产生的动态变化。玉米浆培养基成本低、制备工艺简单,在５０Ｌ发酵罐中酶活力为１４３ｕ／ｍＬ,比在ＬＢ培养基中高约１０倍。用超声波破碎细胞液作酶源吸附于大孔阴离子交换树脂制成固定化葡萄糖异构酶、其酶活力达到１０２００ｕ／ｇ（干）。     

链霉菌Strz-6木聚糖酶的纯化和固定化研究

链霉菌胞外木聚糖酶经过盐析、离子交换和分子筛层析纯化,粗酶液被纯化了32.5倍,比活力达498u/mg,活力回收46.6%。纯化后的酶固定在戊二醛交联的壳聚糖上,酶活回收率为42.8%。固定化酶的最适pH为6.0,最适温度为60℃,且固定化酶在65~75℃活力都较高。该酶的耐热性比较强,固定化酶热稳定性优于原酶;以木聚糖为底物,固定化酶的表观米氏常数为0.93×10-2g/L。     

葡萄糖异构酶及其在高果糖浆生产中的应用

葡萄糖异构酶(Glucose isomerase,GI)能催化D-葡萄糖的异构化反应,生成D-果糖,是目前工业上制备高果糖浆(HFCS)的关键酶之一。本文对GI的来源、分类、高级结构特征和催化机制进行了介绍,并从GI催化功能的改善、基因工程菌的构建和固定化三个方面对GI在HFCS生产中应用的关键技术和策略进行分析。     

基于膨润土的层柱黏土固定β-葡萄糖醛酸苷酶的研究

以膨润土制备的层柱黏土为载体,考察给酶量、固定化pH、温度和时间对固定化β-葡萄糖醛酸苷酶活性的影响,并对其操作稳定性进行研究。结果表明：给酶量为2700U／g,最适pH为3．6,固定化温度40℃,固定化60min条件下固定化酶催化活性较高;酶经固定化后其热稳定性及储存稳定性显著提高。     

嗜热脂肪芽孢杆菌耐热木糖异构酶的特性

嗜热脂肪芽抱杆菌在木糖或木聚糖诱导下产生木糖异构酶。从破碎细胞中分离到该酶。经硫酸铵沉淀,热处理及SephadexG-200柱层析等步骤获得纯化了19倍的酶制备物。该酶反应的最适pH值为7.5,在pH6．2～8．0范围内稳定,最适反应温度为80℃,低于此温度时酶有很好稳定性。该酶对底物木糖的Km值为6．67mmol／L,Mg₂₊、Co₂₊和Mn₂₊对该酶有激活作用,而Zn₂₊、Cu₂₊和Fe相似文献   

三乙醇胺基强碱性聚苯乙烯树脂共价固定胰酶的研究

用多孔强碱型三乙醇胺基聚苯乙烯阴离子交换树脂做为载体,用CNBr与载体上的多羟基作用共价偶联了胰酶。红外光谱表明:其共价偶联反应机理与用CNBr活化多糖类载体并接酶的机理相类似。最适偶联条件研究表明:CNBr用量增多,酶蛋白载量增加。但比活下降。偶联pH为10时,固定化酶有适宜的载量和较高的比活。由于胰酶水解蛋白反应释放出H~+质子,这些质子在载体内积累,使微环境内H~+质子浓度增加,进而使得固定化胰酶的pH—活性曲线在pH9～11范围内未出现下降。在变温和60℃恒温下对固定化酶的热稳定性测试表明:固相酶的热稳定性比天然酶的热稳定性有所提高。     

链霉菌M1033 D－木糖异构酶的分子克隆

链霉菌M1033染色体DNA经BamH Ⅰ酶解后电泳,Southern转移。根据自测的链霉菌M1033 D－木糖异构酶氨基酸序列设计合成寡聚核苷酸探针x－2、x－3,以x－2、x－3及Am－pullariella sp3876 D-木糖异构酶基因(1．17kb)为探针进行杂交,确定与上述探针杂交最强处在15kb左右。从胶上分离出g-20kb大小的片段,克隆到EMBL 3载体中,经杂交筛选后,得到0．6％的阳性噬斑,其插人大小为13kh。将插入DNA的saIⅠ酶解片段(2．5kb)进一步亚克隆于pucl8,得到重组质粒puB l,经酶解图谱、部分序列分析和互补实验确定puBl含有完整的M1033 D-木糖异构酶基因     

Q20L及G247D定点突变对葡萄糖异构酶酶活和最适pH的改善

用双引物法对GI基因进行体外定点突变,构建了突变体Q20L和G247D。含突变基因的重组表达质粒pTKD-GIQ20L及pTKDGIG247D在E.coli K38菌株中表达。纯化的突变酶与野生型酶相比：(1) GIQ20L的最适反应温度下降5℃,热稳定性为野生型酶的78%,对底物的亲和性增强;(2) GIG247D的酶活提高约33%,最适pH下降0.6个单位,但热稳定性降低。初步分析认为,Gln 20位于α0～α1螺旋之间,其亲水侧链被Leu的疏水侧链取代后,分子表面增强的疏水作用,反而不利于蛋白质的稳定,使GIQ20L的热稳定性降低。Gly247是酶活性中心β折叠(242～247aa)的最后一个残基。引入电负性极强的Asp后,可能改变分子的静电场分布,影响了活性部位的电荷传递过程,使GIG247D酶活提高。引入的电荷,可能改变活性中心可解离基团的pKa,使其最适pH下降。另外Asp247的侧链在周围空间结构中显得过于拥挤,易与其他侧链产生排斥,由此影响到β-折叠的稳定性,接近亚基结合面的Asp247,可能进一步影响到亚基间相互作用的稳定性,最终导致酶热稳定性的降低。GI酶活和最适pH的改善更利于工业生产。     

Thermus thermophilus HB8葡萄糖异构酶在大肠杆菌中表达

为了增加高热稳定性的葡萄糖异构酶的得率,采用PCR技术扩增得到Thermus thermophilusHB8葡萄糖异构酶基因xylA,连接到表达载体pET-22b( )上,获得重组质粒pET-22b( )-xylA。将重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta(DE3)中,经IPTG诱导后,通过半胱氨酸-咔唑法测葡萄糖异构酶酶活。重组菌经诱导培养,SDS-PAGE电泳结果显示出明显的分子量约为44 kD特异性蛋白质条带,比酶活约为18.562 U/mg,比野生型菌株提高了2倍。     

脂肪酶产生菌Geofrichum sp. AS 2.1135产酶条件及酶一般性质的研究

在92株能同化油的地霉属菌株中,Geotrichum sp. AS2．1135菌株产脂肪酶活力为50—60u／ml,对其产酶条件的研究表明,不饱和长链脂肪酸和油类有利于酶的形成。在4％豆饼粉作为有机氮源的培养基中,加入0．2％尿素,酶活力显著增加,酶活达150u／ml。用聚乙二醇橄榄油乳化系统测定酶的作用最适pH为8．0,最适温度为4O一42℃。在pH4一9时5℃下存放24小时,或在pH 5和8时45℃保持15分钟,酶活力不变。