低温、嗜盐α-淀粉酶Amy3的克隆、表达及重组酶性质

【目的】从分离自北极海底沉积物Pseudoalteromonas sp.K8菌株克隆、重组表达α-淀粉酶Amy3,并研究其酶学性质。【方法】基于Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125基因组分析,从亲缘关系较近的Pseudoalteromonas sp.K8克隆获得α-淀粉酶基因amy3,以大肠杆菌为宿主进行重组表达,经Ni-NTA亲和层析柱纯化获得重组蛋白Amy3。以可溶性淀粉等为底物,研究Amy3的酶学性质。【结果】Amy3最适催化pH为8.5,在pH 6.5–10.0范围内酶活力维持在40%以上;其在pH 7.5–8.5范围的稳定性较好,pH 8.0条件下的半衰期可达4 h。Amy3在低温下较稳定,25℃半衰期为5 h;最适反应温度为25℃,并且在0℃可以保持50%以上酶活力,显示良好的低温催化特性。NaCl能够有效提升Amy3的酶活力及稳定性;荧光光谱分析表明,NaCl并未引起Amy3酶蛋白三级结构的改变。动力学分析显示,NaCl影响了酶催化的K_m及k_(cat),进而提升了酶的催化效率。底物特异性分析表明,Amy3对支链淀粉的水解能力优于直链淀粉,并能够有效地水解小麦淀粉、玉米淀粉和木薯淀粉。【结论】来源于Pseudoalteromonassp.K8菌株的α-淀粉酶Amy3具有良好的低温催化及嗜盐性,在洗涤、食品、污水处理等行业中有潜在的应用前景。     

低温酶及其冷适应性机制研究进展

生活在极地、深海等常年低温环境中的低温微生物和部分变温生物,能够通过产生低温酶来适应在低温环境中的生长、繁殖和代谢。这些酶在低温或常温条件下具有很高的催化活性,对热却很敏感,在高温时能够快速失活,因此在实际的生产和生活中具有广泛的应用前景。基于这些特性,低温酶的冷适应性机制研究成为了当前的一个热点。较系统地综述了低温酶的来源、特点、生产状况以及具有代表性的几种低温酶的冷适应性机制。     

米曲霉5037α-淀粉酶性质的研究

米曲霉(Aspergillus oryzae)5037产生的α-淀粉酶,酶反应最适温度范围为55—63℃,以60℃为最好。反应pH范围在4.4—6.0之间,最适PH为4.8—5.2。酶的pH稳定性为5.5—8.5。酶的热稳定性在50℃以下较好,加Ca~( )对酶的稳定性有显著的作用。凝胶电泳分析,此菌株产生的酶系较纯。酶作用产物为糊精和低聚糖,延长反应时间则产生麦芽三糖和多量麦芽糖以及部分葡萄糖。     

食品用米曲霉α-淀粉酶的制备

米曲霉(Aspergillus oryzae)突变株6-193麦麸固体培养物酶的浸出,采用自来水或pH4.6—5.0的缓冲液在室温至50℃之间浸泡1—2小时较好。用截流分子量10000的中空纤维超滤柱过滤即得高活力的浓缩酶液,制成食品用酶制剂,收率90%。制备粉剂时,酒精沉淀总收率为55.2%,丙酮沉淀总收率高达94.1%,冷冻干燥总收率达87.6%。     

低温微生物适应低温的分子机制

根据Ｍｏｒｉｔａ和Ｒｕｓｓｅｌ的定义 ,低温微生物可分为两类 :一类是其最高生长温度低于2 0℃的微生物称嗜冷菌 (ｐｓｙｃｈｒｏｐｈｉｌｅｓ) ,另一类是指在 0～ 40℃可以生长的微生物称耐冷菌 (ｐｓｙｃｈｒｏｔｒｏｐｈｓ)。这些微生物体内的温度与环境温度很接近。尽管低温对生化反应有着强烈的负效应 ,但低温微生物在低温下却能成功地生长与繁殖 ,它们因此产生了各种各样的适应机制 ,主要是细胞膜、蛋白质、酶分子水平上发生了精细的组成和结构的变化[1] ,因此弥补了低温对生长的有害影响。催化生物体内所有生化反应的酶是生物体适…     

GA调节禾谷类α-淀粉酶基因表达的信号转导及分子机制

用GAs处理禾谷类糊粉细胞原生质体后 ,可以诱导α_淀粉酶的合成与分泌。ABA抑制GAs的诱导作用并可刺激ABA诱导蛋白的产生。GAs和ABA的受体位于质膜上。最近的研究表明 :G蛋白、cGMP、Ca2 和钙调素、三磷酸肌醇 (IP3)及蛋白质磷酸酶 (PP1和PP2A)都不同程度的参与了GA响应的信号传导过程。已克隆出一些可在转录水平上调节GA诱导基因的顺反子 ,并证明它们在禾谷类糊粉细胞中的GA响应事件中起至关重要的作用。有证据表明GA在α 淀粉酶的转录后水平的调节上也有作用。     

真菌α-淀粉酶的研究进展

真菌α-淀粉酶在现代淀粉糖浆、焙烤制品、啤酒酿制及生料酒精等行业已得到广泛的应用。随着现代制糖工业与发酵工业的发展及其对真菌α-淀粉酶的使用需求,使得真菌α-淀粉酶在现代工业酶制剂中占有重要地位。对真菌α-淀粉酶的研究和利用,为满足国内市场需求、调整我国酶制剂工业结构和带动相关食品或发酵行业的发展等具有重要意义。从真菌α-淀粉的催化机制、来源、异源表达及应用等方面进行了介绍。     

海洋耐高温酸性α-淀粉酶水解玉米淀粉的研究

为开发适用于工业生产的新型酶制剂,以实验室自主构建的基因工程菌所产的新型海洋耐高温酸性α-淀粉酶为液化酶,以玉米淀粉液化后的DE值为指标,研究影响玉米淀粉的液化的因素,确定该酶水解玉米淀粉的最佳工艺条件。新型海洋耐高温酸性α-淀粉酶最佳的工艺条件为温度85℃、时间90 min、粉浆浓度250 g/L、酶用量32 U/g淀粉。     

产α-淀粉酶菌株的分离、鉴定及酶学性质研究

目的:筛选高产α-淀粉酶菌株,为工业生产α-淀粉酶提供储备菌株。方法:利用碘液显色法和摇瓶发酵法,从土壤中筛选产α-淀粉酶菌株;通过菌落形态、菌体特征观察和16S rDNA序列比对对菌种进行鉴定;发酵粗酶液经硫酸铵沉淀、透析脱盐后,对其酶学性质进行初步研究。结果:从土壤中筛选到一株高产α-淀粉酶菌株,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis XL-15。该菌株所产α-淀粉酶的最适反应温度为50℃,最适作用pH为6.5;Ca2 和Mn2 对酶有激活作用,而Cu2 、Zn2 和EDTA对酶有抑制作用;酶的动力学研究测出米氏常数Km值为1.726mg/mL。结论:该菌株是产α-淀粉酶的较好材料,且具有一定的应用前景。     

橡实不同极性萃取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制作用研究CSCD

探索橡实不同极性萃取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用。采用40%乙醇和纤维素酶组合提取,石油醚、乙酸乙酯依次萃取分离,获得橡实粗提物、石油醚相、乙酸乙酯相、萃余水相。通过测定酶抑制作用,研究各极性萃取物的体外降糖活性,并利用高效液相色谱(HPLC)和分子对接实验验证各提取物可能的活性成分。结果表明:橡实不同极性萃取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均有明显的抑制作用,其中乙酸乙酯相抑制效果最佳,其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶IC_(50)分别为1.590±0.073 mg/g、3.927±0.019(×10^(-3) mg/g);通过HPLC含量测定发现乙酸乙酯相中6种活性成含量最高,鞣花酸含量为500.75±6.93 mg/g,高于其他组分10~50倍;分子对接结果表明只有鞣花酸与α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶有良好的结合活性。以上结果表明,鞣花酸可能是橡实乙酸乙酯萃取物抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的主要活性成分。     

芽胞杆菌属产α-淀粉酶的研究进展

α-淀粉酶是一种重要的淀粉水解酶,可以从动物、植物或微生物中获得。但应用于工业生产的α-淀粉酶绝大多数来自芽胞杆菌。自α-淀粉酶工业化生产以来,研究人员针对其生产菌株芽胞杆菌进行了一系列的诱变选育和基因工程等分子生物学育种,使得菌种的产酶能力不断得到提高。另外,优化芽胞杆菌发酵培养基及发酵参数也是提高α-淀粉酶工业化生产产量的重要方法。     

耐高温α-淀粉酶分子结构与异源表达研究进展

耐高温α-淀粉酶是数千年前即取得工业化应用的重要工业用酶。由于其具有热稳定性好、液化彻底、易保存等优势,在淀粉制糖、味精、啤酒等食品发酵以及纺织印染等行业都有着广泛的应用。本文首先就耐高温α-淀粉酶的菌种来源、结构与功能、α-淀粉酶酶活性提升、基因工程菌的构建等方面已取得的研究成果进行综述,然后对耐高温α-淀粉酶外源表达最新研究成果进行了总结。文章最后分析讨论了在耐高温α-淀粉酶开发方面国内现有水平与国际领先水平的差距,以期为耐高温α-淀粉酶的开发提供参考及思路。相信随着代谢工程和过量表达等技术手段的相继应用及业界的持续努力,我国耐高温α-淀粉酶的开发必将取得飞跃式发展。     

高温α-淀粉酶生产菌种选育的研究

以地衣芽孢杆菌B．198为出发株,经不同诱变剂反复诱变和自然选育,得到突变株A.404l,其产高温α-淀粉酶为出发株的100倍。在摇瓶培养条件下,酶活力达200u／ml．是一株无孢子并带有Rifr、Met-、Arg-标记的抗分解代谢阻遏突变株。初步纯化的A1041α-淀粉酶最适反应pH为5—7,晟适反应温度90—95℃,于90℃、60分钟处理不失活,表明突变株A．4041所产α-淀粉酶是高温淀粉酶,具有工业生产价值。     

金属离子对重组深渊滕黄单胞菌低温α-淀粉酶LamA的活性和稳定性影响

【背景】深渊藤黄单胞菌XH031 (Luteimonas abyssi XH031)是从深海分离到的一株具有很强淀粉降解能力的细菌,前期实验显示其α-淀粉酶LamA在低温环境下仍能保持较高酶活力。若能够提升其热稳定性,会有更好的应用前景。【目的】分析钙离子的存在对LamA热稳定性的影响,并通过钙离子结合位点的关键氨基酸的定点突变,初步明确其作用机制。【方法】在不同的离子条件下检测LamA的热稳定性,利用生物信息学方法预测可能影响钙离子结合及耐热性的氨基酸位点,对目的氨基酸进行定点突变,表达和纯化突变蛋白,并进行功能鉴定。【结果】钙离子明显提高了LamA的热稳定性:在未添加钙离子时,于65°C处理30 min已完全失活;而在5 mmol/L钙离子条件下,于65°C处理30 min后仍具有36%的酶活力。对预测位点进行定点突变后,突变蛋白D200R和H233D/M234C完全失活;N120D、Q185E和T224D活性降低。在未添加钙离子时,突变蛋白稳定性受高温影响程度与野生型差别不大;而在钙离子条件下,N120D在65°C时的酶活力仅为野生型的27.8%,推测位点Asn120与钙离子的结合能够稳定低温酶LamA在较高温度下的结构。【结论】初步明确了钙离子可提升低温α-淀粉酶LamA的热稳定性,为今后相关酶类的工程改造提供理论基础。     

南极海冰细菌中产低温 α-淀粉酶菌株的发酵和酶学特性的初步研究

从147株南极海冰细菌中筛选出一株高产低温a-淀粉酶的菌株Pseudoalteromonas sp.AN175。生长发酵单因素试验表明,菌株AN175在1%麦芽糖、0.5%酵母粉、0.01%磷酸铁、0.5%氯化钙、1%可溶性淀粉、5%NaCl、pH 6.0的培养基,10℃,30%装液量,130 r/min条件下振荡培养9 d可达到最大酶活132.5 U/mL,为优化前的2倍多。生长和产酶试验表明,该菌生长较常温菌缓慢,酶分泌时间滞后。粗酶特性研究显示,该酶催化的最适条件为温度30℃,pH值8.0。     

“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验优化

采用包埋法对"α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测"实验中固定化方法进行优化,缩短实验所需时间、简化学生操作步骤,使实验现象更加明显。     

通过同源介导α-淀粉酶基因扩增改良地衣芽孢杆菌α-淀粉酶生产菌株

地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶(BLA)是淀粉水解与生物加工过程中重要关键酶制剂之一.为了进一步提高地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶生产菌株的生产性能,本研究构建了一种含有地衣芽孢杆菌高温α-淀粉酶编码基因amyL的整合性重组质粒pBL-amyL.将重组质粒pBL-amyL转化入BLA工业生产菌株Bacillus licheniformis B0204,再在卡那霉素存在下介导其B.1icheniformis B0204染色体中的同源整合与高温α-淀粉酶编码基因amyL的扩增,由此获得了携带多个amyL拷贝的转化子.对转化子的amyL拷贝数及其BLA发酵水平分别用荧光实时定量PCR及摇瓶发酵试验进行评价与鉴定.与出发菌株B0204相比,含2～5倍amyL拷贝数的重组菌的BLA的合成水平显著提高.其中,重组菌REBL18生产BLA的水平提高了89.2%.     

巨大芽孢杆菌α-淀粉酶基因核苷酸序列分析

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)AS1.127的淀粉酶基因的全碱基序列已被测定。结构基因由1982bp的单一开读框架组成。由DNA序列推测出的前体酶蛋白由659个氨基酸组成,N-端33个氨基酸为信号肽。成熟酶分子由626个氨基酸组成,分子量为68.676kD。该淀粉酶属糖化型α-淀粉酶。并与枯草杆菌(B.subtilis)168产生的糖化型α-淀粉酶之间有83.3%的同源性。分析发现两种菌产生的酶分子的N-端3/4的同源性为90.4%,而C-端1/4的同源性只有70%。序列排比结果说明在淀粉酶基因的趋异进化过程中,基因突变和遗传重组都曾起过作用。     

α-淀粉酶高产菌株选育方法的研究

在含有氨苄青霉素1—10μg/ml的LB液体培养基中,接入枯芽孢杆菌BF7658菌悬液,在37℃下振荡培养3—5天,经平板分离单菌落以及摇瓶发酵试验,初筛获得2213、2104和2120等α-淀粉酶高产菌株。将2213菌株的菌悬液涂布于含有4-6μg/ml氨苄青霉素的2%淀粉培养基上,复筛得到4213、4218、4237等α-淀粉酶高产菌株。4213菌株再经4次亚硝基胍诱变,未能得到蛋白酶活性低、α-淀粉酶活性高的突变株。