碱性木聚糖酶研究进展*

木聚糖是一种在自然界中含量仅次于纤维素的丰富的可再生资源,木聚糖酶是一类可以将木聚糖水解成单糖和寡糖的酶,利用木聚糖酶将木聚糖分解后的产物被广泛应用于食品、造纸以及纺织等行业。木聚糖酶按其对酸碱环境的耐受能力分为碱性木聚糖酶、中性木聚糖酶和酸性木聚糖酶,其中碱性木聚糖酶适合应用于造纸工业中,尤其在造纸的制浆、促进漂白及废纸脱墨等多种工艺中,可以显著提高纸张质量,有效降低氯气排放量,从而减少对环境的污染。随着生物技术的进步,利用基因工程技术可以对碱性木聚糖酶进行分子改造,以提高其耐碱、耐热能力,扩大其在工业应用中的条件范围。介绍碱性木聚糖酶在分子改造方面的研究进展以及其在造纸漂白和制浆、废纸脱墨中的应用。     

木聚糖酶基因克隆、表达与分泌及定点诱变研究进展

本聚糖酶专一性水解木聚糖分子中β－1．4－糖苷键,在制浆造纸、食品、纺织、饲料、能源工业中具有广阔的应用前景。随着各种新技术的发展与应用,本聚糖酶基因的研究取得了很大进展。不仅克姓了许多不同来源的木聚糖酶基因,研究了木聚糖基因在同源和异源寄主中的表达和分泌,而且还使用定点诱变探讨了木聚糖酶的结构与功能的关系并对酶的性质进行改造以满足工业生产的需要。     

利用真菌纤维素结合域(CBD)保守性序列进行草菇木聚糖酶cDNA的克隆

木聚糖是植物细胞壁的主要组分,它是木糖以β1 ,4 木糖苷键形成主链,乙酰基,阿拉伯糖基等为附链组成的复合多聚糖.木聚糖酶可以降解木聚糖主链,在木聚糖的生物降解中起着非常重要的作用[1 ] .根据木聚糖酶催化域(catalyticdomain ,CD)氨基酸序列的相似性,木聚糖酶可分为两个家     

嗜极性木聚糖酶

木聚糖酶内切水解木聚糖主链的1,4-β-D-糖苷键,木聚糖是植物细胞壁中一种主要的多糖。自然界中木聚糖是多种糖类的复合体,这就使得木聚糖酶呈现多态性和多域性,由此需将繁多的木聚糖酶进行归类。木聚糖酶的催化反应属于双置换机制。在已研究的真菌或细菌性木聚糖酶中,大多数在温和的条件下表现出最佳活性,但有很多在极端环境下生长的生物体,为了适应极端环境而产生嗜极性的酶,其中嗜酸的、嗜碱的、嗜热的木聚糖酶,现在已有广泛的研究。对嗜极性木聚糖酶的研究进展作了论述。     

耐热木聚糖酶研究进展

β1,4内切木聚糖酶(EC.3218)能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖,因此是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶具有很大的工业应用潜力和价值,由于许多工业应用木聚糖酶的单元操作都是在高温下进行的,寻求耐热木聚糖酶作为催化剂是非常重要的。重点介绍了耐热木聚糖酶的特性、分泌表达和结构区域的研究进展。     

木聚糖酶基因克隆、表达与分泌及定点诱变研究进展

木聚糖酶专一性水解木聚糖分子中β14糖苷键,在制浆造纸、食品、纺织、饲料、能源工业中具有广阔的应用前景。随着各种新技术的发展与应用,木聚糖酶基因的研究取得了很大进展,不仅克隆了许多不同来源的木聚糖酶基因,研究了木聚糖酶基因在同源和异源寄主中的表达和分泌,而且还使用定点诱变技术探讨了木聚糖酶的结构与功能的关系并对酶的性质进行改造以满足工业生产的需要 。     

微生物木聚糖酶及其应用

木聚糖酶(Xylanase)[EC 3.2.1.8]是木聚糖降解酶系中最关键的酶,它在食品、饲料、造纸等行业有着广泛的应用前景,已成为现代酶学研究的热点。该文简要介绍了微生物木聚糖酶的特点及其在工业领域的应用情况。     

嗜热和嗜碱木聚糖酶研究进展

木聚糖酶是降解半纤维素主要成分木聚糖的关键酶,广泛应用在食品、饲料、制浆造纸、生物脱胶等行业。特别是在造纸工业中,木聚糖酶显示出巨大的应用潜力,已成为国内外研究的热点。纸浆漂白工艺中需要酶在高温碱性条件下发挥作用。目前,主要通过筛选野生型木聚糖酶资源和对现有中性中温木聚糖酶分子改造的方法获得嗜热碱木聚糖酶。文中就嗜热嗜碱木聚糖酶的筛选、嗜热嗜碱机制研究及分子改造进展进行了综述,并对其前景进行了展望。     

定向引入N-糖基化位点改进黑曲霉β-1,4-内切木聚糖酶热稳定性

【背景】木聚糖是生物圈中仅次于纤维素的第二大多糖,其结构复杂,完全降解需要多种木聚糖酶协同作用。β-1,4-内切木聚糖酶是木聚糖主链水解过程中最关键的酶,已广泛应用于饲料、造纸、能源、食品和医药等行业。但在实际应用中,由于真菌木聚糖酶的热稳定性较差,限制了其在工业中的应用。【目的】提高来源于黑曲霉(Aspergillusniger)的β-1,4-内切木聚糖酶(xynB)热稳定性。【方法】采用氨基酸虚拟突变技术对xynB定向引入一个N-糖基化位点,将虚拟突变后筛选获得的候选突变体和野生型在毕赤酵母SMD1168中表达,并对纯化后的野生型和突变体酶进行酶学性质和稳定性分析。【结果】经虚拟突变和筛选获得5个候选突变体,在毕赤酵母SMD1168中成功表达了4个突变体,其中3个突变体发生了糖基化。突变体和野生型酶均表现出宽范围的酸碱耐受性,且突变体xynB~(A92N/D94T)在pH4.0–11.0条件下的稳定性明显优于野生型;糖基化突变体xynB~(A92N/D94T)、xynB~(G66N/A68T)和xynB~(G66F/D67N/G69T)在温度为60–80°C时热稳定性明显高于野生型,xynB~(G66N/A68T)在80°C保温30 min后的残留酶活比野生型提高了约30%。【结论】本研究方法可为其他来源木聚糖酶和其他工业酶的热稳定分子改造提供参考。     

微生物发酵产木聚糖酶研究进展

木聚糖是植物半纤维素的主要成分,是自然界中仅次于纤维素的可再生资源。木聚糖酶是一类重要的木糖苷键水解酶酶系,可将木聚糖逐次降解为低聚木糖及木糖,在饲料、造纸、食品和生物转化等行业应用广泛。目前利用微生物发酵生产木聚糖酶的研究很多,菌种涉及到细菌、真菌等,其发酵生产木聚糖酶的工艺、产量及特性也各有不同,对此进行了综述,并展望了木聚糖酶发酵生产的研究方向。     

星天牛幼虫肠道木聚糖酶的纯化和性质

星天牛Anoplophora chinensis (Frster)幼虫肠道匀浆液经80%丙酮沉淀、Q-Sepharose阴离子交换柱层析、PAGE制备电泳等方法纯化后,获得在SDS-PAGE上呈现单一区带的木聚糖酶。该酶的分子量约25 kD,等电点约4.0,最适温度50℃,最适pH 5.4,pH 3.0～7.8对酶活性的恢复无大的影响, 50℃保温2 h仍有60%酶活性。Hg²⁺、M_nO^-4、变性剂SDS完全抑制该酶活性, Cu²⁺、Mn²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Pb⁺、脲对酶活性有强烈的抑制作用。该酶具有水解纤维素的交叉活性,其K_m值为2.47 mg/mL,V_max为0.6 IU/mL。     

产木聚糖酶白地霉培养特性及部分纯化的酶学特性

本文对白地霉Ref1的培养特性、产酶条件和酶学特性进行了初步研究。结果表明:该菌为低温型菌株,其最佳生长条件为pH6、20℃和酵母膏作为氮源;最佳产酶条件为pH3-7、15℃及以酵母膏氮源;条件优化后产酶可达118.7U/mL,可溶蛋白含量可达到60μg/mL,酶溶液的比活可达到1250U/mg蛋白质;该木聚糖酶的最适反应温度和pH分别为50℃和5,金属离子Mg2+、Na+和8mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+等对木聚糖酶的活性有抑制作用,而Ca2+、4mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+和8mmol/L的Mn2+等对该酶反应则有促进作用;该木聚糖酶在保温2h后在15-40℃范围内能保持80%以上的酶活性,在50℃时能保持68%的酶活性;用lineweaver-Burk作图法(双倒数作图法)求得该酶的最大反应速度Vmax和Km值分别为163.38mmol/mg/min和0.75mg/mL。     

里氏木霉GXC木聚糖酶的研究

研究了里氏木霉GXC产木聚糖酶的条件和酶学性质。结果表明,适宜产酶碳源为乳糖、甘露糖、棉子糖、木聚糖和麸皮,氮源为牛肉膏和酵母膏;产酶的最适初始pH为4.0,30℃培养60h。对以麸皮为碳源的培养液进行纯化的酶特性研究表明,木聚糖酶的最适反应温度为50℃,pH为5.5,该酶在pH5.0(7.0和40℃以下相对稳定。Fe3+和Mn2+对木聚糖酶有较大的促进作用,Cu～2+、Fe～2+和Ca～2+ 具有抑制作用。     

粘质赛氏菌胞外蛋白酶的提取、纯化及部分性质研究

经过硫酸铵３０％～５０％分级沉淀、二步柱层析可获聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的粘质赛氏菌胞外蛋白酶制品,收率可达５３％,并制备了酶的结晶,该酶以ＳｅｐｈａｄｅｘＧ１００柱层析及ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测得分子量约为８１０００,该酶的最适ｐＨ为７．０,最适温度为４５℃,Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｕ２＋、Ｃｏ２＋等重金属离子不同程度地抑制酶活性。     

里氏木霉GXC木聚糖酶的研究*

研究了里氏木霉GXC产木聚糖酶的条件和酶学性质。结果表明,适宜产酶碳源为乳糖、甘露糖、棉子糖、木聚糖和麸皮,氮源为牛肉膏和酵母膏;产酶的最适初始pH为4.0,30℃培养60h。对以麸皮为碳源的培养液进行纯化的酶特性研究表明,木聚糖酶的最适反应温度为50℃,pH为5.5,该酶在pH5.0(7.0和40℃以下相对稳定。Fe3+和Mn2+对木聚糖酶有较大的促进作用,Cu～2+、Fe～2+和Ca～2+ 具有抑制作用。     

巴西橡胶树胶乳磷脂酶A_2的分离纯化及部分酶学性质鉴定

通过丙酮沉淀、DEAE-纤维素离子交换柱层析和Sephadex G-100凝胶过滤柱层析等分离纯化技术,对巴西橡胶树胶乳C-乳清磷脂酶A2进行分离纯化。用SDS-PAGE测定其亚基的相对分子量。测定该酶最适温度和pH,动力学常数Km和Vmax。并测定Ca2+和La3+对酶活性的影响。结果显示:该酶被纯化了49.47倍,产率为5.12%。SDS-PAGE检测为单一条带,其亚基相对分子量约43kDa。最适反应温度为37℃,最适反应pH为8.0,Km为0.44mmol·L-1,Vmax为7.22μmol.(mL.min)-1。最适Ca2+浓度为50μmol·L-1,稀土元素La3+离子对磷脂酶A2活性有抑制作用,但加入Ca2+后可缓解La3+对磷脂酶A2活性的抑制作用。胶乳C-乳清磷脂酶A2与其他植物磷脂酶A2在Ca2+的依赖性上存在差异。研究结果为今后探索橡胶树胶乳磷脂酶A2的催化机理、调节机理及生理功能等奠定了基础。     

小麦谷氨酸脱羧酶的纯化及部分性质研究

谷氨酸脱羧酶（ｇｌｕｔａｍａｔｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ,ＧＡＤ,ＥＣ４．１．１．１５）催化谷氨酸脱羧生成γ－氨基丁酸（γ－ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒａｔｅ,ＢＡ）,植物中已从南瓜［１］、马铃薯和林生山黧豆［２］纯化了ＧＡＤ．ＧＡＤ活性在禾本科作物中作为...     

豆壳过氧化物酶的分离纯化及其性质研究

从豆壳抽提液经硫酸铵分级沉淀,ＤＥＡＥ－ＳｅｐｈａｄｅｘＡ－５０离子交换层析,ＣｏｎＡ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ亲合层析和Ｂｉｏ－ＧｅｌＰ－６０凝胶过滤,纯化了豆壳过氧化物酶（ｓｏｙｂｅａｎｈｕｌｐｅｒ－ｏｘｉｄａｓｅ,ＳｈＰ）．纯化酶的比活力为７０７７Ｕ／ｍｇ,在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上显示出一条蛋白质带．ＳｈＰ分子量为３８０００,等电点为３．９;ＳｈＰ为一含血红素的糖蛋白,含糖量为１８．７％,光谱学分析揭示,在４０６ｎｍ处有一典型的Ｓｏｒｅｔ带,在５１０ｎｍ和６４０ｎｍ处有特征吸收峰．酶反应的最适ｐＨ在４．０附近,最适温度为４５℃;在ｐＨ２．５～１２．０之间较稳定,７５℃,保温６０ｍｉｎ,酶活力残余６８％,ＳｈＰ是一种良好的耐酸碱、耐热过氧化物酶．动力学分析求得ＳｈＰ的表观Ｋｍ（愈创木酚）为１．６２ｍｍｏｌ／Ｌ,表现Ｋｍ（Ｈ２Ｏ２）为０．３４ｍｍｏｌ／Ｌ．在所测定的化学试剂中,Ｎ－３、ＣＮ－、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋和Ｓｎ２＋对酶有较强烈的抑制作用,而重金属离子Ａｇ＋、Ｈｇ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｕ２＋、Ｃｒ３＋以及ＳＤＳ和ＥＤＴＡ对酶活力无显著影响     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株,其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79U/mL,纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌,命名为Bacillus sp.QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14,并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃,最适pH为9.2;55℃处理1h仍保持50%的活力;在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力,且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活,显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定,提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株, 其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79 U/mL, 纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌, 命名为Bacillus sp. QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14, 并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃, 最适pH为9.2; 55℃处理1h仍保持50%的活力; 在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力, 且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活, 显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定, 提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。