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。     

用蛋白质工程方法改变葡萄糖异构酶最适pH和最适温度

用寡核苷酸诱导的定点突变方法构建了葡萄糖异构酶基因的突变体（Ｎ１８４Ｄ和Ａ１９８Ｃ）。含突变体的重组质粒ｐＴＫＤ－ＧＩ１（Ｎ１８４Ｄ）和ｐＴＫＤ－ＧＩ２（Ａ１９８ｃ）在Ｅ．ｃｏｌｉＫ３８菌株中表达,用ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＦＦ和Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ Ｓ－３００ＨＲ柱层析分离纯化突变酶。与野生型葡萄糖异构酶比较实验表明：（１）突变酶Ｎ１８４Ｄ的最适ｐＨ值下降了１个单位;等电点下降了０．６个单位     

离子交换树脂固定化葡萄糖异构酶

世界上不少国家为寻找新的甜味剂,开辟新糖源,满足人们日益增长的食糖用量,进行了许多探索和研究,并找到了高果糖浆这一营养可口的甜味剂。随着固定化技术的发展,高果糖浆的生产发展迅速。由于葡萄糖-果糖间存在热力学平衡,平衡时果糖浓度为42％左右,从而影响葡萄糖的转化率。据文献报导,硼酸盐与果糖间的络合稳定性比它与葡萄糖间的大,从而能打破葡萄糖-果糖间的可逆平衡,增加果糖的产量;而硼酸盐易通过化学方法接到离子交换树脂上。因而本实验采用离子交换树脂作为载体,并将其转变为硼酸型树脂,通过物理吸附及离子交换作用制备固定化酶。此法简便,而且所用离子交换树脂合成工艺成熟、成本低。     

短乳杆菌葡萄糖异构酶固定化的研究

采用离子交换树脂ＤＥＡＥ纤维素对短乳杆菌葡萄糖异构酶进行固定化,并用固定化细胞使葡萄糖异构化为果糖,研究了制备固定化细胞最佳条件,而且与戊二醛交联法,海藻酸钙包埋法作了比较。还研究了固定化细胞的性质及连续转化的最佳条件,用ＤＥＡＥ纤维素固定化具有酶活力高,回收率高,机械强度好,成本低等优点。     

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％。     

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。     

高产葡萄糖异构酶菌种选育

本文介绍了以甜菜糖蜜为原料生产葡萄糖异构酶的新菌种游动放线菌Ｅ２１５的选育及工艺条件试验、菌种Ｅ２１５摇瓶最高产酶７７２单位,１０立升发酵罐产酶５７０单位,发酵周期７２小时,胞外酶含量１０％以下,产酶性能稳定。     

葡萄糖异构酶的生物工程研究进展

D-葡萄糖异构酶(GI)能分别催化D-葡萄糖和D-木糖异构为D-果糖和D-木酮糖. 它是工业上生产高果糖浆的关键酶. 在GI负氢离子转移机制中,其主要特征是底物的开环、通过C₂至C₁间负氢离子转移的GI异构化作用、以及产物的闭环. GI基因已在同源、异源宿主中获得克隆、测序和超量表达. 经过蛋白质工程改造的GI将是未来最重要的工业用酶之一.     

葡萄糖异构酶高产菌株的诱变选育

葡萄糖异构酶产生菌链霉菌B6经紫外线、亚硝基胍等诱变处理,经反复筛选获得T208变异株。测定了该菌产酶的适宜生长条件。该菌株比出发菌株酶活力提高2.75倍,可达550u/mol.该菌菌丝粗壮,易培养,有利于工业化生产。     

葡萄糖异构酶的纯化和拉曼光谱

采用Streptomyces rosechromagenusNo.336细胞丙酮干粉,经抽提、DEAE-纤维素和DEAE-Sephsdex A-50层析,Sephadex G-200凝胶过滤,得到了电泳纯的葡萄糖异构酶,以这种均一态酶测定了其激光拉曼光谱。     

猪骨骼肌磷酸葡萄糖异构酶的提纯及性质研究

本文报道猪骨骼肌磷酸葡萄糖异构酶（ＧＰＩ．ＥＣ ５．３．１．９）的提纯及其性质。设计了四步提纯法（稀盐溶液抽提、有机溶媒沉淀、透析、葡聚糖Ｇ－１００柱层析），对猪的五种不同解剖部位的骨骼风进行了ＧＰＩ的提纯。结果均得到聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＰＡＧＥ）图谱为一条带的产品。提纯效果以猪股二头肌为例：提纯１０．６８倍、活力回收３２．３７％，比活力１．６×１０５单位。对提纯酶性质的研究表明；猪肌提纯的ＧＰＩ由三个亚基组成。分子量约为１２０Ｋｄ，等电点为 ６． ６，最适ｐＨ８．５，最适温度 ３５℃，米氏常数：６．０２ｍｍｏｌ／Ｌ，活化能为３２３７８．４焦耳／Ｋ，ｍｏｌ。免疫电泳实验证实猪肌提纯酶具抗原性。其免疫血清与自牛、兔、鸡、鱼的骨骼肌用同法提纯的ＧＰＩ有交叉免疫反应。免疫血清且对原酶液有抑制作用。猪肌ＧＰＩ与其它数种动物肌肉之ＧＰＩ的ＰＡＧＥ行为、混合电泳行为，等电聚焦行为、氨基酸组成等各方面基本相同，可以认为这是猪肌ＧＰＩ与其它数种动物肌肉的ＧＰＩ为同源蛋白质的佐证。     

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）。     

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。     

链霉菌MIUG4.46胞内葡萄糖异构酶的提取条件研究

比较了采用不同方法处理链霉菌MIUG4．46的生物量时,细胞内葡萄糖异构酶的释放能力。当联合采用溶菌酶和高压力来破碎细胞时,提取物中葡萄糖异构酶的总酶活力为91．3％,酶的回收率为87％。用溶菌酶溶菌和高压破碎细胞后,在Mg~(2＋)和Co~(2＋)存在的情况下,对细胞悬浮液进行热处理（70℃下加热10min）时,有利于提高提取物中葡萄糖异构酶的纯度,酶的比活力达3．275U／mg蛋白质。     

G138P定点突变对葡萄糖异构酶热稳定性的改善

通过分子设计,确定Ｇｌｙ１３８为改善葡萄糖异构酶（ＧＩ）热稳定性的目标氨基酸。用双引物法对ＧＩ基因进行体外定点突变,构建了ＧＩ突变体Ｇ１３８Ｐ。含突变体的重组质粒ｐＴＫＤ－ＧＩＧ１３８Ｐ在Ｅ．ｃｏｌｉＫ３８菌株中表达。ＧＩＧ１３８Ｐ与野生型ＧＩ比较实验表明：（１）ＧＩＧ１３８Ｐ的热失活半衰期约是野生型ＧＩ的２倍;（２）ＧＩＧ１３８Ｐ的最适反应温度提高了１０￣１２℃;（３）ＧＩＧ１３８Ｐ的比活与野生     

大肠杆菌葡萄糖异构酶基因在变铅青链霉菌中的克隆与表达

本文用穿梭质粒载体pSE-3,进行了大肠杆菌葡萄糖异构酶基因在变铅青链霉菌中的克隆与表达。把含有1.6kb葡萄糖异构酶基因的pX1200(4.3kb)质粒与pGEM-3(2.9kb)质粒分别用EcoRI酶解,T4DNA连接酶连接,转化E.Coli HB101(Xy1~-,Neo(?)),得到的重组质粒被命名为pX1203(7.2kb);将pX1203与穿梭质粒载体pSE-3分别用HindⅢ酶解,T_4DNA连接酶连接,转化E.Coli HB101,在含有新霉素的木糖培养基上筛选到转化重组体,其重组质粒被命名为pSE×100(10.6kb);把pSE×100转化变铅青链霉菌TK54的原生质体,在硫链丝菌肽(50μg/ml)和新霉素(50μg/ml)的平皿上得到了重组体。经质粒提取,酶切分析,再转化和葡萄糖异构酶活性测定,结果表明,大肠杆菌的葡萄糖异构酶基因确实已在链霉菌中克隆和表达。     

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。     

变性双链法实现葡萄糖异构酶基因敲除的研究

对７号淀粉酶菌Ｍ１０３３的遗传背景进行分析,建立了其原生质体制备、转化的优化条件。构建了葡萄糖异构酶（ＧＩ）结构基因内插千方百计以链丝菌肽基因（ｔｓｒ）的置换型同源重组质粒,利用其变性双链片段实现与Ｍ１０３３菌株染色体上基因的同源重组,获得置换型葡萄异构酶缺陷型蓖Ｍ１０３３ＬＪ。为在染色体上引入突变位点实现染色体上分子定点改造造尊定了基础。