华根霉脂肪酶有机相合成酶活的研究

通过比较7种微生物脂肪酶的有机相合成酶活、水相水解酶活及在正庚烷中催化己酸乙酯合成的能力,证明了合成酶活与水解酶活相关性不高,合成酶活比水解酶活更能反映脂肪酶的合成能力。通过比较两株华根霉(Rhizopus chinensis)脂肪酶酶活,发现合成酶活相差较大,表明相同种属微生物的脂肪酶合成酶活存在不同。对．Rhizopus chinensis-2液态发酵产脂肪酶进程研究发现,水解酶活高峰先于合成酶活高峰大约12h。将不同培养时间的Rhizopus chinensis-2全细胞脂肪酶用于催化己酸乙酯合成,具有高合成酶活的全细胞脂肪酶催化己酸乙酯合成反应较快。因此,全细胞脂肪酶用于催化有机相酯合成反应时,具有高脂肪酶合成酶活的菌体具有较好的催化酯合成能力。     

牦牛瘤胃中产脂肪酶微生物的分离与鉴定

【背景】脂肪酶是一类特殊的酯键水解酶,广泛应用于工业化生产中,微生物是工业脂肪酶的主要来源。瘤胃中微生物种类繁多、数量庞大,已有关于瘤胃微生物产纤维素酶的报道,尚无产脂肪酶瘤胃微生物的分离筛选报道。【目的】从牦牛瘤胃中分离筛选出能够产脂肪酶的微生物,并进行菌株鉴定及其酶学性质的研究。【方法】以橄榄油为唯一碳源,通过中性红油脂平板进行初步筛选后,用改进铜皂-分光光度法测定酶活力进行复筛;再经形态学观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析进行菌种鉴定;研究3种脂肪酶的最适作用温度、pH值及金属离子、有机溶剂和表面活性剂对酶活力的影响。【结果】筛选出6株酶活力较高的菌株,其中3株为液化沙雷氏菌,2株为白地霉,1株为卷枝毛霉。脂肪酶的酶学性质研究表明:液化沙雷氏菌、白地霉和卷枝毛霉所产脂肪酶的最适作用温度为45、35和40°C;最适pH为8.0、7.0和7.0;Ca2+和Mg2+对3种脂肪酶均有激活作用;Zn2+对3种脂肪酶有不同程度的抑制作用,EDTA、SDS可使3种脂肪酶失活;3种脂肪酶对丙三醇的耐受力较高,卷枝毛霉脂肪酶对甲醇、乙醇、丙酮的耐受力较高。【结论】从牦牛瘤胃中分离出3种产脂肪酶的微生物,且证实瘤胃微生物在脂肪酶研究方面具有较高的价值。     

渤海沉积物产脂肪酶细菌的筛选及其多样性分析

【目的】从渤海沉积物中分离筛选产脂肪酶细菌,分析其物种多样性,增加人们对渤海生态系统中产脂肪酶菌多样性的认识,获取高效产脂肪酶菌株,为海洋产脂肪酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将8个渤海沉积物样品梯度稀释涂布至吐温-80筛选平板和三丁酸甘油酯筛选平板,选择性分离产脂肪酶细菌;分析基于16SrRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;利用对硝基苯酚法测定胞外脂肪酶活性,筛选出高效产脂肪酶菌株。【结果】从8个渤海沉积物样品中分离获得51株产脂肪酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria和Firmicutes三个门的8个属,其中Pseudoalteromonas(35.2%)、Marinobacter(23.5%)和Sulfitobacter(17.6%)是优势菌群;脂肪酶酶活性实验表明所有测定菌株都能够分泌脂肪酶,菌株70623分泌的脂肪酶酶活最高,为42.4 U/m L。【结论】渤海沉积物中可培养产脂肪酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Marinobacter和Sulfitobacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外脂肪酶能力不同,获得了一株高效产脂肪酶菌株Marinobacter sp.70623。     

高产耐高温脂肪酶生产菌的筛选与鉴定

从小笼包蒸屉垫中筛选得到了两株脂肪酶高产菌株J2和J3,经形态观察以及26S rRNA基因(26S rDNA)序列比对鉴定,两株菌分别属于Aureobasidium属的两个变体。200 r/min、30℃下摇瓶发酵3-5 d后,以对硝基苯酚棕榈酸酯(p-NPP)作为底物,用分光光度法测得J2和J3发酵上清液中的脂肪酶酶活分别为10.61 U/m L和14.43 U/m L。对两株菌所产脂肪酶的耐热特性研究显示,菌株J2产脂肪酶的最适反应温度为50℃,并且酶液在50℃保温5 h无酶活损失;另一株菌J3所产脂肪酶的最适反应温度为60℃,酶液在50℃保温5 h后酶活剩余42.19%,在40℃保温5 h没有酶活损失。这表明J2和J3菌株所产脂肪酶具有较好的热稳定性和较高的最适反应温度。     

利用a凝集素在酿酒酵母表面展示解脂耶氏酵母脂肪酶Lip2

[目的]将解脂耶氏酵母胞外脂肪酶Lip2展示在酿酒酵母表面,构建全细胞催化剂.[方法]采用PCR方法扩增得到解脂耶氏酵母胞外脂肪酶Lip2成熟肽编码基因LIP2,将其连接到AGA2基因的下游构建表面展示载体pCTLIP2.分别以橄榄油、三丁酸甘油酯和对硝基苯酚棕榈酸酯(pNPP)为底物检测展示的脂肪酶酶活.在此基础上,对野生菌及工程菌的酶学性质进行比较.[结果]展示Lip2的酿酒酵母重组菌株在半乳糖的诱导下,表现出水解橄榄油、三丁酸甘油脂以及pNPP的活性,20℃诱导72h时酶活达到最高,为182 U/g干细胞.对展示的Lip2的酶学性质研究表明,其最适温度为40℃,最适pH为8.0,温度稳定性比自由酶有所提高,50℃温浴4 h后残余酶活为其最大酶活的23.2%.以不同碳链长度的对硝基苯酚酯为底物检测其底物特异性,结果显示其水解C8,C12,C16对硝基苯酚酯活性相近,均远高于对硝基苯酚丁酸酯(C4)的水解酶活.[结论]对于Lip2,a凝集素系统是一个有效的展示系统,利用该系统成功将Lip2展示在酿酒酵母表面,从而构建了酿酒酵母全细胞催化剂,该全细胞催化剂具有良好的潜在应用前景.     

微生物脂肪酶的共价键固定化

以N-羟基琥珀酰亚胺为活性官能团、丙烯酸为单体制备了一种含酯基的新型聚合物载体.利用微生物脂肪酶中的氨基易于氨解活化载体中的酯基生成酰胺的特点固定微生物脂肪酶,HPLC 和FT-IR 表征说明微生物脂肪酶与载体以共价键方式结合.探讨了微生物脂肪酶的最佳固定条件,固定脂肪酶酶活为游离酶活的75%,与游离酶相比,最适温度提高5℃(45℃),最适pH 值提高0.5(7.5);5 次使用后仍具有75.7% 的相对活力.     

基于核糖体基因序列快速鉴定产脂肪酶微生物

利用含罗丹明B的橄榄油检测平板从中国各省市油污土壤中分离、筛选产脂肪酶微生物菌株,扩增细菌的核糖体基因16S rDNA序列和真菌的ITS2序列,分析核糖体基因簇DNA,并结合形态学特征从而对产脂肪酶菌株进行分子生物学鉴定.核糖体基因16S rDNA序列分析及系统发育分析表明,分离得到的产脂肪酶细菌分别属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、洋葱伯克霍尔德氏(Burkholderia cepacia)、琼氏不动杆菌(Acinetobater jurii)、嗜麦芽窄食单孢菌(Stenotrophomonas maltophilia)和荧光假单胞菌(Pseudomonas sp.);真菌核糖体基因转录间隔区(ITS2)序列及同源性分析表明产脂肪酶真菌分别属于黑曲酶(Aspergillus niger)、白地酶(Galactomyces geotrichum)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)、丝孢酵母(Trichosporon guehoae)和假丝酵母(Candida sp.).研究结果表明,核糖体基因簇的DNA分析技术为从自然界分离、鉴定产脂肪酶菌种提供了一种快速有效的手段,为产脂肪酶微生物资源开发利用奠定了技术基础.     

异源表达脂肪酶的重组酵母筛选培养基的改良

在脂肪酶产生菌的筛选中,最常用的方法是三丁酸甘油酯琼脂平板透明圈法和橄榄油琼脂平板变色圈法。而传统的三丁酸甘油酯平板缺乏有效营养成分,重组酵母无法生长;橄榄油平板灵敏度较低,低脂肪酶活力的重组酵母不能产生变色圈,这给产脂肪酶基因工程菌的鉴定带来了困难。本研究在三丁酸甘油酯平板的基础上,添加适合酵母生长的营养成分,获得了新的改良培养基;重组酵母在该培养基上生长良好、水解圈清晰,检测脂肪酶灵敏度高。     

立体选择性脂肪酶的筛选及其在薄荷醇拆分中的应用

采用双平板透明圈方法,筛选得到1株能够选择性水解L-薄荷醇丙酸酯的微生物。通过16sDNA测序,鉴定为产碱假单胞菌Pseudomonas alcaligenes。该菌所产脂肪酶可水解4对薄荷醇丙酸酯,在35℃时绝对转化率达到50％时,表现出较高的对映体过量值（e.e.p〉99％）与非对映体过量值（d．e．p〉90％）。这一结果表明,产碱假单胞菌脂肪酶是具有工业应用前景的生物催化剂。     

天山冻土产低温脂肪酶菌株的筛选及其多样性分析

【目的】通过天山冻土细菌的分离和产低温脂肪酶菌株的筛选,了解天山冻土微生物的物种多样性和产脂肪酶菌株的系统发育多样性,为高效低温脂肪酶生物技术奠定基础。【方法】采用稀浓度的R2A、TSB平板涂布分离天山冻土中可培养细菌,通过选择性培养基筛选产低温脂肪酶的菌株。采用细菌常规生理生化实验、最适生长温度、耐盐性、产酶性能对分离菌株的生理学进行研究,通过16S rRNA基因序列分析确定产脂肪酶菌种的系统进化地位,通过BOX-PCR指纹技术对16S rRNA基因高度同源性的菌株进一步区分。【结果】分离筛选到78株可培养低温菌,选择培养基显示有17株可产低温脂肪酶,其中8株在两种选择培养基中均可产脂肪酶和酯酶。17株产酶菌分别隶属于5个系统发育类群、6个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占大多数(58.9%)。【结论】天山冻土中产低温脂肪酶的细菌具有较丰富的系统发育多样性,依据生长温度,均属于耐冷菌。     

诱变选育脂肪酶高产菌株及其酶学性质

面包干酵母(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株,对其进行紫外和微波复合诱变,得高产突变菌株DX213,高产突变菌株酶活力为635 U/mL,为出发菌株的1.69倍。菌株富集培养5代,遗传性状稳定。DX213菌株的最优产脂肪酶条件为:培养温度30℃和培养液pH 7.5。酶学性质研究表明:脂肪酶的最适温度40℃、最适pH为7.5、脂肪酶在40℃以下稳定。Fe3+离子对脂肪酶有激活效应,当Fe3+离子浓度为0.03 g/mL时,脂肪酶酶活力高达720 U/mL。     

一株脂肪酶产生菌的筛选及产酶条件优化研究

通过利用溴甲酚紫显色培养基初筛和酶活测定法复筛得到产脂肪酶的一株细菌HP2,经形态学观察和生理生化测定初步鉴定该菌株为不动杆菌属。并对该菌株的摇床培养产酶条件进行了初步研究,采用正交试验对HP2菌株发酵产脂肪酶的条件进行了优化,得到最佳发酵条件为初始pH为7.7,培养温度为35℃,接种量(V/V)为1.5%,发酵周期为48 h,酶活力达到129.7 U/mL。     

脂肪酶产生菌分离,鉴定及酶性质的研究

从含油污泥中分离筛选出１７株产脂肪酶菌株,对其中一株进行鉴定,为无花果丝孢酵母（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｆｉｇｕｅｒｉａｅ）．研究了该菌的最适产酶条件,并对其部分酶性质进行了研究．     

紫外诱变选育脂肪酶高产菌株及其酶学性质的研究

目的:初步筛选脂肪酶高产菌株.方法:以 1444 粗壮假丝酵母作为出发菌株,对其进行紫外线诱变育种.结果:经紫外诱变的重复处理、摇瓶复筛和遗传稳定性实验,最终得出两株高产酶突变株 Z6 及 Z8,其酶活分别为22.6、25U/ml,酶活力较出发菌株分别提高了 120%和 150%.酶学性质研究表明:Z6、Z8的最适反应温度分别为45、50℃,最适 pH 都为8,在 pH 6～9较稳定.Z6、Z8的热稳定都较好,在50℃下保温 60min 酶基本不失活.结论:经紫外诱变获得的突变株 Z6 及 Z8 有进一步的研究价值.     

诱变选育脂肪酶高产菌株及其脂肪酶固定化

以紫外和微波复合诱变选育脂肪酶产生菌 Rhizopus sp. RXF12,获得高产突变株RZ13,其脂肪酶摇瓶发酵单位是出发株的2.62倍。菌株经多次传代,遗传性状稳定。对RZ13菌株的发酵条件进行了正交优化,在25 ℃、pH 8.0的条件下,接入5 %(v/v)的RZ13菌株单孢子悬液 (107个/ml) 振荡培养84 h,达到RZ13菌株最佳产酶状态,脂肪酶活可达95.08 U/ml。考察了脂肪酶性质,在低于40 ℃,pH 7.0~9.0范围内脂肪酶活稳定。经载体筛选及固定化过程优化,选用镁铝水滑石25℃吸附4 h,对RZ13脂肪酶进行了固定化。结果表明,固定化酶的最适作用温度为35~55℃,pH为7.5~9.0,较游离酶的均有较大扩展。     

Comparative Analyses of Lipoprotein Lipase,Hepatic Lipase,and Endothelial Lipase,and Their Binding Properties with Known Inhibitors

The triglyceride lipase gene subfamily plays a central role in lipid and lipoprotein metabolism. There are three members of this subfamily: lipoprotein lipase, hepatic lipase, and endothelial lipase. Although these lipases are implicated in the pathophysiology of hyperlipidemia and atherosclerosis, their structures have not been fully solved. In the current study, we established homology models of these three lipases, and carried out analysis of their activity sites. In addition, we investigated the kinetic characteristics for the catalytic residues using a molecular dynamics simulation strategy. To elucidate the molecular interactions and determine potential key residues involved in the binding to lipase inhibitors, we analyzed the binding pockets and binding poses of known inhibitors of the three lipases. We identified the spatial consensus catalytic triad “Ser-Asp-His”, a characteristic motif in all three lipases. Furthermore, we found that the spatial characteristics of the binding pockets of the lipase molecules play a key role in ligand recognition, binding poses, and affinities. To the best of our knowledge, this is the first report that systematically builds homology models of all the triglyceride lipase gene subfamily members. Our data provide novel insights into the molecular structures of lipases and their structure-function relationship, and thus provides groundwork for functional probe design towards lipase-based therapeutic inhibitors for the treatment of hyperlipidemia and atherosclerosis.     

Lipase from Candida paralipolytica

The extracellular lipase from Candida paralipolytica required alkaline earth metal ion as the cofactor*² in the reaction mixture not emulsified but dispersed by shaking, contradicting the fact that it required bile salt or anionic surfactant as the essential activator*³ in the systems emulsified with polyvinyl alcohol, as previously reported.¹) The two kinds of factors necessary to activate both reaction systems respectively were unexchangeable for each other. These facts would be direct evidences of the difference of interfacial nature between two substrate forms prepared from the same substrate.

The zero-order reaction has been observed under the non-emulsified conditions and the activation mechanism by alkaline earth metal ions has been studied partly.