产褐藻胶裂解酶芽胞杆菌的筛选、鉴定及其降解效果评价

褐藻胶是广泛存在于褐藻中的一类多糖,降解为褐藻寡糖后能表现出更多的生物活性。从海洋样品中筛选出产褐藻胶裂解酶芽胞细菌16株,基于形态、生理生化特征和16S r DNA系统发育分析初步鉴定菌株HB12274为解淀粉芽胞杆菌植物亚种(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum)。TLC结果显示,海藻酸钠经粗酶液降解形成2～7聚合度的褐藻寡糖和单糖,菌株与马尾藻叶片共培养时能明显降解叶状体结构。为褐藻胶裂解酶的生产和工业应用提供了新的菌株来源。     

一株产褐藻胶裂解酶的需钠弧菌筛选及酶解产物分析

[背景]褐藻胶裂解酶种类丰富、降解机制多样,是高效环保降解褐藻胶、制备褐藻寡糖的工具酶,成为褐藻植物高值化开发利用的研究热点.[目的]从海泥中筛选获得褐藻胶裂解酶高效产酶菌株,确定菌株发酵产酶最优条件,鉴定和分析酶降解产物,进而解析该酶的降解特性.[方法]以褐藻胶为唯一碳源,从海带养殖场附近海泥中筛选菌株,通过形态学观...     

产双功能褐藻胶裂解酶菌株的筛选与初步研究

目的：双功能褐藻胶裂解酶既能降解聚β-D-甘露糖醛酸,又能降解聚α-L-古罗糖醛酸,可以用一种酶来制备不同结构的褐藻胶寡糖。本文的目的是筛选能产生双功能褐藻胶裂解酶的菌株,对其产酶曲线和降解产物作初步研究。方法：利用唯一碳源培养基筛选产生褐藻胶裂解酶的菌株,通过16SrDNA序列比对进行菌种鉴定,通过在凝胶上检测褐藻胶裂解酶活性来判断发酵上清液中褐藻胶裂解酶的数量及分子量,利用薄层层析确定降解褐藻胶的终产物组成。结果：从褐藻上筛选到一株海洋细菌QY107,鉴定为弧菌属细菌。发酵120h时褐藻胶裂解酶产量为12．32U／mL,其发酵液上清中只含有一种褐藻胶裂解酶,分子量在28kDa左右,并且对聚β—D-甘露糖醛酸和聚α-L-古罗糖醛酸都能降解,降解褐藻胶的终产物主要为三糖。结论：本文筛选到一株弧菌QY107,其发酵液上清中只有一种双功能褐藻胶裂解酶,可用于大量制备褐藻胶三糖。推测该酶具有特殊的催化腔结构,对其结构与功能相互关系的研究可能会发现新的底物结合与催化机制。酶解制备褐藻胶寡糖因其环保高效而越来越受到人们的重视,因此该菌株能促进海洋寡糖类生物制品的开发,在医药、食品、农业、生物燃料等领域具有广阔的应用前景。     

一株具有褐藻胶降解能力的海洋细菌的筛选鉴定及其多糖利用能力研究

旨在得到一株具有褐藻胶降解能力的菌株。利用海藻酸钠作为唯一碳源,从腐烂马尾藻中筛选纯化得到一株降解褐藻胶能力较强的海洋细菌,编号X511。根据形态观察和理化指标,结合分子生物学技术鉴定该菌株为弧菌,命名Vibrio sp.X511。X511菌株的指数生长期5-16 h,适宜生长的盐浓度为2%-6%(W/V)。能在以葡萄糖、甘露醇、淀粉等为唯一碳源的培养基中生长。4%-6%(W/V)的盐浓度、海带粉、昆布多糖能延长该菌株的生长稳定期。该菌株在筛选培养基中发酵培养24 h胞内褐藻胶裂解酶粗酶活力达到12.68±0.13 U/m L;提取X511的褐藻胶裂解酶粗酶,分别对海藻酸钠、聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸三种多糖的酶解能力依次为:海藻酸钠聚甘露糖醛酸聚古罗糖醛酸。薄层层析(TLC)结果显示,该菌株胞内酶降解海藻酸钠的产物为三糖。结果表明,X511是一株盐耐受性较强、生长周期较短且能同时以海藻酸钠、聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸为碳源生长的海洋细菌。     

褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

【目的】筛选一株能降解褐藻胶的菌株,并优化产酶条件以提高褐藻胶裂解酶活力。【方法】从漳州海域采集到海水和海泥,以海藻酸钠为唯一碳源,通过富集培养、初筛、复筛筛选到一株能够降解褐藻胶的菌株。依据16S rRNA序列分析、生理生化特征、菌体形态及菌落特征对该菌进行鉴定。通过单因素和正交试验对该菌的产酶条件进行优化。【结果】该菌属于海科贝特氏菌,命名为Cobetiamarina HQZ08。该菌株最佳的产酶培养基组成为:海藻酸钠7.00g/L、蛋白胨3.00g/L、NaCl30.00g/L,K2HPO4·3H2O 1.25 g/L。最佳发酵条件为:接种量2%,接种龄12 h,培养基起始pH为7.0,培养温度25°C,培养时间24 h。优化后褐藻胶裂解酶活力达到68.5 U/mL,TLC法分析酶解产物为褐藻胶寡糖。【结论】HQZ08菌株可以用于降解褐藻胶,产生聚合度为2–6的褐藻胶寡糖。     

1株褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

为获得可产生褐藻胶裂解酶并高效降解褐藻胶的菌株,以海藻酸钠为唯一碳源配制培养基,以透明圈法进行初筛,DNS法复筛,从海洋生物中筛选得到1株高酶活力褐藻胶降解菌株B12,经16S rDNA序列分析、生理生化试验、电镜观察,确定该菌为弧菌属(Vibrio sp.).通过单因素试验及响应面优化试验对影响菌株生长和产酶条件的5...     

海藻工具酶——褐藻胶裂解酶研究进展

从海洋生物中筛选提取有价值的酶类,开发海洋多糖降解产物,已成为海洋生物资源开发的一个重要方面。因此,近年来对于海藻工具酶之一的褐藻胶裂解酶及其降解产物——褐藻寡糖的研究日益受到人们的普遍关注。从褐藻胶裂解酶的来源、分类、底物专一性、作用方式及结构与机理研究、酶活力测定和酶学性质等方面,结合本课题组的研究工作综述近十年来有关褐藻胶裂解酶的研究进展。     

乳酸乳球菌Nisin抗性基因nisI的克隆及作为筛选标记的研究

摘要：【目的】为了优化LJ1菌株的培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶。【方法】通过富集培养技术从海带筛选到一株褐藻胶裂解酶产生菌LJ1, 依据表型特征、脂肪酸组成分析及16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定。通过单因子和正交试验对LJ1 菌株产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件进行了优化。【结果】LJ1菌株属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）。该菌株产酶的最佳培养基组成为：褐藻胶3 g/L、(NH4)2SO4 3 g/L、NaCl 20 g/L、KH2PO4 0.1 g/L、CaCl2 0.1 g/L;最佳培养条件为：250 mL三角烧瓶中装液量25 mL、接种量3%、摇瓶转速150 r/min、pH7.5、培养温度为28℃、培养时间为24 h。LJ1菌株所产褐藻胶裂解酶的最适温度为40℃,最适pH7.6,最适NaCl浓度为0.3 mol/L。1 mol/L金属离子Mg2+对酶活力有明显的促进作用,而Co2+ 和Zn2+对酶活力有较强的抑制作用。【结论】LJ1菌株是Pseudoalteromonas 新的胞外褐藻胶裂解酶产生菌,在最佳培养条件下,该菌株的酶活力提高了66%。     

假交替单胞菌LJ1菌株产褐藻胶裂解酶的培养条件优化及酶学性质

[目的]为了优化Lj1菌株的培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶.[方法]通过富集培养技术从海带筛选到一株褐藻胶裂解酶产生菌Lj1,依据表型特征、脂肪酸组成分析及16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定.通过单因子和正交试验对Lj1菌株产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件进行了优化.[结果]Lj1菌株属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas).该菌株产酶的最佳培养基组成为:褐藻胶3g/L、(NH4)2SO43 g/L、NaCl 20 g/L、KH2PO4 0.1 g/L、CaCl2 0.1 g/L;最佳培养条件为:250 mL三角烧瓶中装液量25 mL、接种量3%、摇瓶转速150 r/min、pH7.5、培养温度为28℃、培养时间为24 h.LJl菌株所产褐藻胶裂解酶的最适温度为40℃,最适pH7.6,最适NaCl浓度为0.3 mol/L.1 mol/1.金属离子Mg2+对酶活力有明显的促进作用,而C02+和Zn2+对酶活力有较强的抑制作用.[结论]LJ1菌株是Pseudoalteromonas新的胞外褐藻胶裂解酶产生菌,在最佳培养条件下,该菌株的酶活力提高了66%.     

褐藻胶降解菌株S10鉴定及产酶条件优化

探讨了褐藻胶降解菌株S10的生长条件及其对产褐藻胶降解酶活力的影响。以分离自海参肠道的褐藻胶降解菌株S10为研究对象，采用形态学观察结合16S rDNA序列分析，对菌株S10进行菌种鉴定并对其生理生化特性进行测定。以降解酶活力为指标，利用单因素、Plackett-Burman(PB)和响应面法对培养基成分和培养条件进行优化；最后对优化前后的菌株生长量、产酶活力和粗酶液稳定性进行分析。结果表明，菌株S10属于溶藻孤菌(Vibrio algindyticus);当pH 7、接种量2%(体积分数)、装液量150 mL、温度26℃、转速150 r/min、NaCl 3%(质量分数，下同)、海藻酸钠含量1.12%、硫酸铵含量0.44%、培养时间35.95 h条件下，褐藻胶降解酶活力最大(188.18 U/min)。优化后产酶活力提高30%;4℃低温更有利于该酶保存。综上，优化后的菌株S10产褐藻胶降解酶活力较高，能更好地用于降解褐藻胶，可为提高褐藻胶的利用率和进一步发掘褐藻胶寡糖的利用价值提供参考。     

产褐藻胶裂解酶菌株HB12274的鉴定和发酵优化

鉴定一株从红树林土壤中分离的产褐藻胶裂解酶菌株HB12274,并优化其培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶。依据形态学、生理生化特性和16S rDNA序列分析对菌株HB12274进行鉴定;设计单因素和正交试验优化菌株HB12274产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件。菌株HB12274鉴定为解淀粉芽孢杆菌植物亚种Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum;菌株HB12274产褐藻胶裂解酶的最适发酵条件为:褐藻酸钠5.0 g/L、蛋白胨6.0 g/L、Na Cl 15.0 g/L、CaCl21.0 g/L、初始pH6.0,30℃发酵培养42 h。在最优培养条件下,菌株HB12274最大酶活性可达721.2 U/mL,与优化前酶活力相比提高了2.95倍。本研究获得菌株Bacillus amyloliquefaciens HB12274的最适产酶条件,为该菌的进一步研究应用提供参考。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达与酶学性质

随着大型褐藻生产燃料乙醇以及褐藻寡糖重大药用价值的发现,褐藻胶裂解酶成为国内外多个领域的研究重点。文中对解藻酸弧菌上与褐藻胶降解相关的5个基因分别进行克隆表达,通过SDS-PAGE和酶活性定量测定,发现该基因簇中的4个基因有降解褐藻胶活性。对酶活最高的rAlgV3进行了诱导条件的优化、酶蛋白纯化及酶性质研究,发现优化诱导条件后重组酶rAlgV3的酶活由2.34×10~4 U/L上升为1.68×10~5 U/L,比优化前提高了7.3倍;对酶性质进行表征发现该酶在4–70℃均有活性,最适反应温度为40℃,在4–20℃酶相对稳定;该酶在pH 6.5-9.0环境下均有较高的酶活,最适pH为8.0;pH稳定性好,在pH 4.5–9.5环境下可以稳定存在;适量的NaCl浓度和Fe~(2+)、Fe~(3+)等离子具有促进酶活的作用,SDS和Cu~(2+)离子可明显抑制酶活力。对该酶的底物特性的研究发现,该酶不仅可以降解褐藻胶中的Poly-M片段,也能降解Poly-G片段,具有广泛底物特性;其降解海藻酸钠主要释放二糖和三糖,是一种内切酶。该酶对于第三代燃料乙醇的发展及褐藻寡糖的生产具有重要作用。     

褐藻胶裂解酶产生菌的分离鉴定及产酶发酵优化

对一株从腐烂海带中筛选得到的产褐藻胶裂解酶的菌株进行鉴定,并对其产酶条件进行发酵优化。经形态学、生理生化特征和分子生物学鉴定,将其鉴定为盐单胞菌属,并命名为Halomonas sp. WF6。通过在摇瓶培养水平上进行单因素和多因素正交试验,确定褐藻胶裂解酶产生菌WF6的最适产酶培养基为：褐藻酸钠6.0 g/L,蛋白胨5.0 g/L,酵母粉2.5 g/L,NaCl 30 g/L,K⁺ 5 mmol/L。进而采用最适培养基进行产酶条件的优化,优化后的发酵产酶条件为：初始pH 8.0,培养温度25℃,接种量为2%,摇瓶装液量30 ml/250 ml,培养时间39 h。优化后的褐藻胶裂解酶酶活达117.66 U/ml,是优化前的2.1倍。该酶对褐藻酸钠的酶解产物主要由聚合度为二和三的褐藻寡糖组成。     

褐藻胶裂解酶的分子改造研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸(M)以及α-L-古罗糖醛酸(G)2种单体组成的酸性多糖。褐藻胶裂解酶作为多糖裂解酶的一种,可以温和高效地将褐藻胶降解为褐藻寡糖,并用于食品、医药和农业领域。然而天然来源的褐藻胶裂解酶通常存在活性不高、催化效率低以及热稳定性差等缺点,在一定程度上限制了其工业化应用潜力。近年来分子改造策略已经开始大量应用于褐藻胶裂解酶,使得褐藻胶裂解酶的应用性能得到极大提升。本文对已报道的褐藻胶裂解酶结构与催化机制进行总结,对改善热稳定性、提高催化效率、改变底物分布等性质的褐藻胶裂解酶分子改造策略如理性设计、定向进化、结构域截短与重组等进行系统分析与综述,并展望了未来褐藻胶裂解酶分子改造的发展方向。     

响应面法优化类芽胞杆菌HB172198产褐藻胶裂解酶发酵培养基

为了提高类芽胞杆菌新种HB172198产褐藻胶裂解酶活力,本研究采用响应面法对该菌株液体发酵培养基进行了优化实验。在单因素实验和Plackett-Burman试验筛选出海藻酸钠、胰蛋白胨、NaCl、MgSO4·7H2O等4个显著影响产酶因素的基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法进行回归分析,得出产褐藻胶裂解酶最佳发酵培养基,其成分为:海藻酸钠7.50 g/L、胰蛋白胨13.57 g/L、NaCl 29.75 g/L、MgSO4·7H2O 0.08 g/L。优化条件下该菌株最大酶活性达14.60 U/mL,是优化前的1.87倍。本研究为菌株HB172198产褐藻胶裂解酶的大规模生产和工业应用提供了重要的理论依据。     

褐藻胶裂解酶的结构及催化机制研究进展

褐藻胶是由β-D-甘露糖醛酸及其C_5差向异构体α-L-古罗糖醛酸所组成的酸性多糖。褐藻胶裂解酶是多糖裂解酶的一种,可以将褐藻胶降解成寡糖或者单糖。近年来随着结构生物学的发展,越来越多褐藻胶裂解酶的结构及催化机制得到解析。本文中,笔者介绍了不同家族褐藻胶裂解酶结构以及催化机制的研究进展。根据酶序列来分,褐藻胶裂解酶分属到多糖裂解酶的7个家族;从结构上来看,褐藻胶裂解酶通常采取3种结构:β果冻卷、(α/α)_n桶状结构和β螺旋结构。褐藻胶裂解酶通过β消除的方式来降解褐藻胶,根据催化过程中有无金属离子的辅助,褐藻胶裂解酶的催化机制又可进一步分为His(Tyr)/Tyr型β消除和金属离子辅助的β消除。本文可以为褐藻胶裂解酶的应用提供一定的理论依据。     

刺参海带饲料原料褐藻胶降解菌的分离与鉴定

从海带及刺参养殖环境中筛选有效降解褐藻胶,且对刺参无致病性的微生物,对海带饲料原料进行降解处理,以降低海带饲料中刺参难以消化的褐藻胶成分,显著提高饲料利用率,增加海带原料价值。以褐藻胶为唯一碳源选择培养基初筛;DNS法测定褐藻胶裂解酶酶活;16S r DNA测序及生理生化试验对菌种进行鉴定;高浓度腹腔攻毒试验考察筛选所得菌株对刺参的潜在致病性;分子排阻色谱及高效凝胶色谱法对微生物酶解褐藻胶的终产物进行分析。系统发育树分析表明,菌株WB1与Bacillus amyloliquifaciens有最高同源性,对刺参无潜在致病性;其褐藻胶裂解酶酶解褐藻胶的终产物主要为二糖和三糖,相对含量分别为74.1%和25.9%,平均分子量为516 Da。解淀粉芽胞杆菌WB1可作为一种安全的有益微生物用于刺参海带饲料原料中褐藻胶成分的降解。     

褐藻表面可培养褐藻酸降解菌的原位筛选

【背景】褐藻酸经酶解后生成的褐藻寡糖具有抗氧化、抗肿瘤、诱导免疫调节、调节植物生长等多元化的生物学功能,在食品、医药领域应用前景广阔。大量筛选褐藻酸降解菌有利于获得新结构、新功能的褐藻寡糖,有利于积极推动寡糖产业进程。【目的】高效筛选褐藻酸降解菌株,发掘具有开发前景的海藻原位微生物资源。【方法】利用褐藻酸唯一碳源培养基对天然铜藻表面微生物进行筛选;革兰氏碘液显色反应指示微生物降解褐藻酸的特性;牛津杯法初步测定产褐藻酸裂解酶菌株的酶活大小。【结果】从铜藻表面共获得81个菌落,经透明圈显色筛选出28株菌,通过16S rRNA基因测序分析得到7株褐藻酸降解菌,分别属于芽孢杆菌属、节杆菌属、德库菌属、短杆菌属和链孢子囊菌属。除芽孢杆菌属外,其余菌属的菌种此前均未被报道过有产褐藻酸裂解酶的能力。进一步分析表明,T-1菌株的产酶能力最强、酶活力最高。【结论】利用革兰氏碘液显色结合牛津杯法筛选到7株产酶菌株,并比较了各菌株的酶活大小,表明该筛选方法简便高效,适合大规模筛选褐藻酸降解菌株。     

产褐藻胶裂解酶交替单胞菌的发酵优化及alg2951的外源表达

褐藻胶裂解酶是制备生物活性寡糖的重要功能酶,在食品、农业、工业等行业中具有重要应用价值。本研究以交替单胞菌属新种HB161718为出发菌株,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法优化获得该菌的最佳产酶培养基:海藻酸钠7.23 g/L,蛋白胨7 g/L,NaCl 23.11 g/L,K_2HPO_40.1 g/L,MgSO_40.1 g/L,优化条件下酶活力为(54.28±3.47) U/mL,达到优化前的1.59倍。为进一步提高酶活性,通过分子生物学方法实现了褐藻胶裂解酶alg2951在大肠杆菌中的外源表达,纯化后的酶活性为636 U/mL,达到原始菌株酶活的18.6倍。本研究为褐藻胶裂解酶的工业生产提供了新的来源。     

褐藻寡糖生物法制备研究进展 *

褐藻寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)是褐藻胶的降解产物,具有抗氧化、调节免疫、调节血脂、促进细胞生长等生理活性,应用范围广泛。现有的AOS 制备法主要分为物理法、化学法和生物法。介绍AOS的生物法制备包括酶解、微生物全细胞发酵和生物合成法,基因工程的应用在改造产褐藻胶裂解酶的菌株以提高生物法效率方面具有重要意义。此外,规模化的AOS生物法制备案例进行了科学引证,并展望了未来 AOS规模化制备的发展方向,以期为 AOS 的工业化制备和应用提供参考。