芽孢杆菌E2菌株纤维素酶形成条件的研究

芽孢杆菌E,菌株(Bacillus sp.strain E2)能在55℃下良好生长并在培养液中大量积累胞外纤维素酶(190 mu／ml培养液),所产生的纤维素酶为单一的CMCa se。对芽孢杆茁E2菌株产酶条件进行了研究． 该菌产酶的最适培养基装量为200ml/500mI三角瓶,最适起始pH为6 5,最适产酶温度为45℃,产酶高峰在培养时间8—12小时。E2菌株不能利用单一的无机氮源形成纤维素酶。酪蛋白是试验过的供E2菌株形成纤维素酶的最好氮源,其用量为3g／L。CMC—Na,纤维二糖,能作为碳源供芽孢杆菌E2菌株形成纤维素酶。高浓度的葡萄糖(8g／L)对芽孢杆菌E2菌株纤维素酶的形成有抑制作用。天然纤维素不能作为芽孢杆菌E2菌株形成纤维素酶的碳源。     

木霉纤维素酶的诱导形成及其调节 Ⅱ.槐糖对木霉EA_3-867洗涤菌丝体纤维素酶形成的诱导作用及降介物阻遏现象

槐糖对拟康氏木酶(Trichoderma pseudokoningii Rifai)EA_3—867洗涤菌丝体的纤维素酶形成有强力的诱导作用,经过3小时左右的延迟期,24小时后,纤维素酶便达到高峰。各种木霉菌种和EA_3—867不同菌令的菌丝体都能被槐糖诱导形成纤维素酶,c_1、c_x酶主要分布在胞外,纤维二糖酶分布在胞内。菌丝体诱导形成纤维素酶需要诱导剂;无机盐(氮、磷、铁、锰盐);适宜的温度、pH和通气;以及菌丝体细胞活跃的代谢。槐糖的最适浓度是10~(-3)～10~(-5)M,诱导的最适温度为30℃,适宜的pH范围3～6,最适pH为5。O_2能刺激纤维素酶的形成,而呼吸抑制剂碘乙酸、氟化钠、丙二酸、迭氮化钠和3,5-二硝基苯酚能强烈抑制菌丝产酶。槐糖对菌丝体纤维素酶的诱导形成能不同程度地被核酸代谢抑制剂如放线菌酮、5-氟尿嘧啶、6-氮杂尿嘧啶和放线菌素D抑制。葡萄糖、甘油、各种糖类、糖磷酸酯、有机酸、辅酶NAD、NADP及ATP~(**)均能阻遏槐糖对菌丝体纤维素酶的诱导作用。葡萄糖对纤维素酶形成的阻遏作用不能被c—AMP介除。     

稻草秸秆预处理方法对烟曲霉产纤维素酶的影响

采用机械粉碎、高温、酸碱处理等方法对稻草秸秆进行预处理,以烟曲霉为实验菌株,研究预处理方法对菌株产纤维素酶的影响。结果表明,取机械粉碎后的稻草（30~120目）进行121℃高压蒸汽处理20min（即灭菌处理）,有利于菌株的生长与纤维素酶的产生;与未粉碎的稻草秸秆相比,烟曲霉羧甲基纤维素钠（CMC）酶、微晶纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和滤纸（FPA）酶的活力分别提高了63.2%、164.0%、10.2%和14.1%。而采用不同种类、不同浓度的酸碱常温处理稻草秸秆4d或100℃高温处理30min,纤维素酶活力均出现了不同程度的下降。     

纤维素酶水解糠醛渣生产酵母I．纤维素酶的形成和酶解糠醛渣

本实验研究了康氏术霉AS．3．4290(白色突变株)纤维素酶产生和糠醛渣酶解的适宜条件。在稻草粉固体培养基上,纤维素酶产生的最适条件是：稻草粉细度为0．35厘米筛孔的筛下物;培养基含水量67％左右;pH 6.0—6.5;添加氪源是必要的,其中以磷酸氢二铵(4％)和硫酸铵(2％)为佳;培养温度28℃;时间为3天;葡萄糖在浓度低时,对纤维素酶产生有好处,而浓度过高时(大于6％),反而对酶形成有抑制作用。上述培养物直接用于糠醛渣的酶水解,其酶作用的最适条件是：pH5．0,温度50℃,作用时间48小时。葡萄糖和单宁对纤维素酶有抑制作用。     

纤维素酶高产菌株的复合交替诱变选育

以里氏木霉ZM-4为出发菌株,研究了紫外诱变、硫酸二乙酯诱变以及紫外与硫酸二乙酯复合交替诱变等不同诱变方法对其产纤维素酶能力的影响,力求得到高产纤维素酶突变株.结果表明,复合交替诱变的正突变率最高,达45.98%.其中,突变株ZM4-F3具有最高的产酶能力,其滤纸酶活值达11.71U,比出发菌株ZM-4提高了19.75%.对ZM4-F3产纤维素酶酶系进行了详细分析,发现其葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶及β-葡萄糖苷酶酶活均较出发菌株ZM-4有显著提高,其中以β-葡萄糖苷酶酶活增幅最大,达58.3%.利用ZM4-F3降解稻草96h,还原糖产量达2.231g/L,比出发菌株提高了21.7%;利用ZM4-F3降解稻草144h,纤维素分解率和稻草分解率分别达53.01%和68.32%,比出发菌株分别提高了20.2%和14.0%.在对ZM4-F3进行6代连续培养后,仍能保持较高及较稳定的产酶能力,可以应用于工业生产.     

纤维素酶在酿酒酵母中的表达研究

统合生物加工过程（Consolidated bioprocessing,CBP）具有应用于纤维素乙醇生产的潜力,而该技术的关键是构建能有效降解纤维素的工程菌株。酿酒酵母是传统的乙醇发酵菌株,作为CBP宿主菌株具有很多优势,因此在酿酒酵母中表达纤维素酶引起研究者的普遍关注。综述了纤维素酶基因在酿酒酵母中表达的影响因素,包括基因表达盒表达元件（启动子、信号肽和终止子等）、纤维素酶基因拷贝数及存在形式以及纤维素酶基因来源等,并对一种和多种纤维素酶基因在酿酒酵母中的表达及构建得到的CBP菌株研究进展做了简要介绍。     

表面活性剂对绿色木霉产纤维素酶影响

利用绿色木霉,以稻草为唯一碳源,采用液态发酵的方法,分别加入生物表面活性剂鼠李糖脂和化学表面活性剂Tween 80,重点研究了生物表面活性剂对绿色木霉产纤维素酶的影响。实验分析了加入不同浓度的表面活性剂时滤纸酶活、羧甲基纤维素酶活、微晶纤维素酶活及酶液的表面张力随时间的变化情况。结果表明,添加鼠李糖脂能够促进绿色木霉产酶,分别使滤纸酶活、羧甲基纤维素酶活、微晶纤维素酶活最大提高了1.08倍,1.6倍和1.03倍。与Tween 80相比,鼠李糖脂促进产酶的效果明显优于Tween 80。     

阿魏酸酯酶和纤维素酶在水解汽爆稻草中的协同作用

利用阿魏酸酯酶, 水解天然木质纤维素原料中半纤维素与木质素之间的阿魏酸酯键, 从破坏两者共价键连接的角度, 探索阿魏酸酯酶促进纤维素酶水解汽爆稻草中纤维素的可行性。结果显示, 当阿魏酸酯酶加入量为240 mu/g底物、水解72 h时, 汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率较不加阿魏酸酯酶分别增加了32.00%、32.77%; 阿魏酸酯酶(300 mu/g底物)作用120 min后, 纤维素酶对汽爆稻草纤维素的酶解率、不溶性底物失重率分别增加了29.85%、32.48%。通过比较不同酶法处理后的汽爆稻草的可及度和红外光谱图发现, 阿魏酸酯酶能有效地水解原料中的酯键, 提高原料可及度50%以上。由此表明, 阿魏酸酯酶和纤维素酶之间存在较大的协同作用, 添加阿魏酸酯酶能够提高纤维素酶对天然木质纤维素的酶解效率。     

添加纤维素酶的青贮研究进展

青贮是一种传统的青绿饲料作物的保存方法,在青贮中添加纤维素酶可以增强青贮的效果,促进植物细胞壁的酶解,提高青贮料的消化率,添加纤维素酶的青贮也可用于从植物细胞中提取有价值的天然产物,不仅条件温和,且提取率大大提高,应用在线生产纤维素与青贮发酵耦合能大大降低该工艺的成本,对添加纤维素酶青贮的研究可望促进纤维素资源的转化利用。     

木霉纤维素酶的诱导形成及其调节I.槐糖对木霉EA3-867纤维素酶形成的诱导作用

在槐豆荚提取液中分离到白色针状的槐糖结晶,该糖对拟康氏木霉(Trichoderma pseudo-Koningii Rafai) EA3-867的纤维素酶(C1和Cx)有强力的诱导作用。在纤维素酶活力,尤其是产酶速度上明显超过纤维素的诱导作用。槐糖的诱导作用与添加槐糖的时间和菌种有关,并受甘油强烈阻遏。在以纤维二糖(0．5％)为碳源培养时,木霉EA3-867也能较迅速地形成纤维素酶,但在EA3-867的甘油培养物中加入纤维二糖(5×10-3M)并不能诱导Cx酶。槐糖和纤维素对纤维素酶的诱导作用,无论在诱导胞外和胞内纤维素酶的成分上或从凝肢电泳图上,都十分相似。作者认为木霉EA,一867的纤维素酶形成同时受诱导一阻遏机制调节,并对组成型和诱导型的纤维素酶的作用,以及固体纤维素对纤维素酶可能的诱导机制作了推测。     

真空微波诱变结合化学诱变选育酸性纤维素酶高产菌株

以酸性纤维素酶产生菌绿色木霉（Trichoderma viride）WL0512作为原始出发菌株,首先经自然分离筛选出一株产酶较稳定的菌株TVN-18,其羧甲基纤维素酶活（CMC酶活）达2765．8U／g,滤纸酶活（FPA酶活）达48．5U／g。再经真空微波和甲基磺酸乙酯（EMS）逐级诱变处理,获得了一株高产、稳产酸性纤维素酶的E6—1菌株,其CMC酶活达4396．6U／g,FPA酶活达126．0U／g,分别是菌株TVN-18的1．59倍和2．60倍。通过对固态发酵培养基麸皮和稻草比例、料水比以及初始pH值的优化,突变株的产酶能力进一步得到提高,其产的CIVIC酶活和FPA酶活分别提高了22．3％和22．4％。     

产纤维素酶黏细菌在生物转化的作用

目的:预处理对木质纤维素降解的影响.方法:从土壤中分离筛选到高纤维素酶活的黏细菌菌株So ce sh1008.该菌具有CMC酶活(CMCase)及微晶纤维素酶活性.研究NaOH联合黏细菌降解盐蒿、稻草、棉花秸秆和甘蔗渣四种木质纤维素的情况.结果:碱(2％ NaOH) -黏细菌处理的方法优于黏细菌-碱的方法,其中降解棉花秸秆降解效果最明显,以5.0g木质纤维素为原料,其最终干重损失达2.1g,溶液中总糖含量和还原糖含量均值分别为12.8 mg/mL和0.93 mg/mL.酵母菌发酵产乙醇的研究结果表明,最佳发酵时间为47h,碱-黏细菌甘蔗渣降解液发酵效果最好,乙醇产出达6.0％.结论:黏细菌联合2％ NaOH能有效降解甘蔗渣,提高乙醇产量.     

黑曲霉纤维素酶突变子T-DNA插入位点的遗传分析及性质鉴定

采用羧甲基纤维素钠筛选培养基,对黑曲霉(Aspergillus niger)T-DNA突变子文库进行筛选,分离到一株纤维素酶分泌水平较低的菌株AN-108,为野生型菌株的83.3%。进一步测定该突变子固体发酵的纤维素酶活力,与野生型菌株相比没有明显差别,推测与固体发酵培养基中含有的天然糖类有关。在添加不同糖类的CMC-Na平板上培养该突变子,菌落周围均出现较明显的水解圈,结果显示糖类可能作为诱导物克服突变带来的影响。为了确定突变子AN-108中何种基因被阻断,采用反向PCR方法分析了T-DNA插入位点的序列,获得序列经过比对分析发现,该序列与黑曲霉An14g03730同源程度达90%,编码富含脯氨酸蛋白(proline-rich protein,PRP)。     

里氏木霉产纤维素酶研究进展

木质纤维素类生物质被认为是重要且可持续的可再生能源,其主要组成部分是纤维素.纤维素酶是一种能将纤维素分解为葡萄糖的复合酶,能有效地降解木质纤维素生物质.真菌、细菌、放线菌、酵母等多种微生物均可以产生纤维素酶,其中里氏木霉具有完整的纤维素酶系结构,常作为生物技术领域中一个重要菌株,广泛应用于纤维素酶的商业生产.介绍了纤维...     

木霉纤维素酶的诱导形成及其调节 Ⅳ.高产变异株纤维素酶合成调节的变化——酶活提高原因的初步分析

拟康氏木霉纤维素酶高产变异株EA_3-867和N_2-78在合成培养基琼脂平板和马铃薯葡萄糖琼脂平板上菌落明显缩小,生长变慢。但在蛋白胨酵母膏琼脂平板上,小菌落恢复成大菌落,生长速度同野生型菌株一致。EA_3-867和N_2-78在不同液体培养基中纤维素酶活力均显著高于野生型菌株1096和木_3。洗涤菌丝体的诱导测定也证明高产变异株的纤维素酶诱导活性有明显的提高。变异株和野生型菌株洗涤菌丝体诱导形成的纤维素酶组分,从聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱判断,未见明显差异,仅变异株中代表纤维素酶活性的蛋白带显著加深。高产变异株纤维素酶产量的增加是由于菌株对诱导剂敏感性的增加和对降解物阻遏敏感性的减弱。     

烟曲霉A-16产纤维素酶工艺优化及酶学特性北大核心CSCD

分离筛选高效降解稻草的菌株,研究菌株产纤维素酶工艺条件及酶学性质。采用刚果红染色法从腐败木质下的土壤中分离筛选到一株产纤维素酶菌株,结合菌株的形态特征和18S rDNA序列同源性比较进行鉴定;通过单因素试验和响应面分析法确定菌株最适产酶条件,并对纤维素酶的稳定性进行研究。分离纯化得到的菌株命名为烟曲霉(Aspergillus fumigatus A-16);响应面实验结果表明,最优产纤维素酶工艺参数为:稻草粉添加量7 g/100 mL,pH 6.0,温度65℃,发酵时间5 d;在此最优条件下,该菌产生的羧甲基纤维素酶(CMCase)和滤纸酶(FPA)活力分别为2 954.76 U/mL和1 086.37 U/mL;其总活力较优化前提高了26.4%。该纤维素酶的适宜反应温度为70℃,适宜pH 6.0。在80℃热处理90 min条件下酶活力可保持在80%以上,说明该酶热稳定性较好。同时,在pH 5.0-7.0范围内比较稳定,放置1 d后可保持70%以上的酶活力。该研究可为利用富含纤维素的生物质原料开发洁净能源及食品级葡萄糖资源提供了基础支撑。     

土壤和空气中纤维素酶高产菌株的筛选

目的:分别从土壤和空气中分离纤维素分解菌株,以提高纤维素利用率。方法:将分离得到的菌株进行纯培养,并用刚果红染色,找出能出现透明圈的菌株,测定透明圈直径与菌落直径比,筛选产纤维素酶的菌株。结果:通过对比,从分离到的6株菌株中选出产纤维素酶活力高的2株,并对其进行鉴定,初步确定一株为曲霉属真菌,一株为放线菌。结论:本研究为提高纤维素利用率提供了微生物资源,为相关后续研究提供了物质和实验基础。     

一株来源于土壤的横梗霉菌及其产羧甲基纤维素酶性质

从广州徐闻农垦丰收农场土壤样品中分离到一株产羧甲基纤维素酶菌株,结合菌株形态特征和ITS基因序列同源性分析结果,表明该菌株为Lichtheimia sp.的未定种,其系统分类学关系与横梗霉菌Lichtheimia ramosa isolate K12(MN190291.1)最近,故命名为:横梗霉菌XWNR1(Lichtheimia ramosa XWNR1),该菌种保藏号为CCTCC NO:M2018230。采用刚果红染色法发现该菌粗酶液能够降解羧甲基纤维素钠产生透明圈,初步确定该菌具有产羧甲基纤维素酶的能力。通过优化该菌发酵培养条件,结果表明:该菌株以2.0×10^6接种浓度、1%接种量,28℃180 r/min恒温振荡培养60 h时,菌株分泌的羧甲基纤维素酶具有最好的活力。酶学性质初步研究结果表明,该羧甲基纤维素酶在最适pH 7.0、最适反应温度40℃条件下具有较好的pH稳定性和热稳定性。     

Acremonium纤维素酶在玉米芯糖化中的应用

玉米芯作为一种木质纤维素类农业废弃物,同时也是生产生物乙醇的潜在原料。在玉米芯糖化过程中,纤维素酶的作用是十分关键的。本研究比较了里氏木霉纤维素酶、绿色木霉纤维素酶和Acremonium纤维素酶各相关酶活。其中Acremonium纤维素酶的滤纸酶活约是里氏木霉纤维素酶的6倍,是绿色木霉纤维素酶的8倍。其羧甲基纤维素酶活和绿色木霉纤维素酶基本相等。Acremonium纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活是里氏木霉纤维素酶的38倍,以及绿色木霉纤维素酶的41倍。而Acremonium纤维素酶的木聚糖酶活只相当于绿色木霉纤维素酶的70%。这说明Acremonium纤维素酶降解纤维素的能力可能强于另两种纤维素酶,而降解半纤维素类物质的能力要弱于绿色木霉纤维素酶。在玉米芯糖化实验中,使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高葡萄糖浓度比里氏木霉纤维素酶的高14%,比绿色木霉纤维素酶的高58%。Acremonium纤维素酶用量在10 FPU/g时,反应16 h就基本可以达到最佳效果,而另两种酶用量则需达到30 FPU/g,反应48h才能达到最佳效果。使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高木糖浓度与里氏木霉纤维素酶相等,比绿色木霉纤维素酶低42%。而同时使用Acremonium纤维素酶及绿色木霉纤维素酶时,其糖化液中最高木糖浓度有所提高,比绿色木霉纤维素酶的高31%。Acremonium纤维素酶可以有效地应用于玉米芯糖化,为玉米芯的资源化提供一种可能的方案。     

聚醚对提高纤维素酶活力的初步研究

在利用木霉发酵产生纤维素酶的过程中添加聚醚,证实聚醚是一种纤维素酶的激活剂。培养液中添加0.3—0.5%聚醚时酶活力增加最高,用20株不同来源的木霉菌株试验,聚醚同其它五种激活剂或诱导物比较,聚醚提高酶活菌株占总菌株的百分数最高,平均酶活提高45.5%。聚醚又是一种消泡剂,在发酵过程中可以起到一举两得之效。