碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达

【背景】碱性蛋白酶是工业用酶中占比最大的酶类,广泛应用于清洁、食品、医疗等行业。近期研究发现碱性蛋白酶在生产生物活性肽方面有巨大潜力,这将进一步拓宽其在保健食品领域中的应用。【目的】利用枯草芽孢杆菌异源表达地衣芽孢杆菌来源的碱性蛋白酶SubC。【方法】通过筛选3种枯草芽孢杆菌宿主菌株(Bacillus subtilis 1A751、MA07、MA08)和6种信号肽(AmyE、AprE、NprE、Pel、YddT、YoqM),同时优化诱导剂浓度、发酵培养基和发酵时长,最终得到最优重组菌株MA08-AmyE-subCopt。【结果】重组菌株MA08-AmyE-subCopt的胞外酶活力为3.33×103 AU/mL,胞外蛋白分泌量为胞内可溶蛋白表达量的4倍,与携带野生型信号肽的对照组菌株WT相比,酶活提高了73.4%。【结论】异源碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中成功表达,为碱性蛋白酶SubC的表达和在保健食品领域的工业化应用提供了理论基础。     

海南近海水域产碱性蛋白酶菌株的分离筛选及发酵条件优化

【背景】微生物蛋白酶在工业生物技术上具有广阔的应用前景。在微生物蛋白酶中,碱性蛋白酶占全球酶总产量的50%以上,获取产碱性蛋白酶的新微生物资源意义重要。【目的】在海南近海贝类养殖基地海泥中筛选获得高产碱性蛋白酶的菌株,对其生长特性进行探究并优化菌株产酶条件,获得新的蛋白酶生产资源。【方法】以酪素培养基为筛选培养基,采用形态学结合系统发育分析鉴定菌株,通过响应面实验优化菌株的产酶条件。【结果】筛选获得一株高产碱性蛋白酶的菌株F3,鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。菌株在最优产酶条件下发酵酶活达到（339.36±4.30） U/mL。【结论】筛选获得的菌株粘质沙雷氏菌F3有较好的产碱性蛋白酶的能力。     

通过失活Sec途径阻遏蛋白和胞外蛋白酶提高地衣芽孢杆菌产碱性蛋白酶的能力

为了探究Sec分泌途径对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)碱性蛋白酶产量的影响,对地衣芽孢杆菌TCCC11470 (BL ΔuppΔepsΔpgs)中的分子伴侣阻遏蛋白基因hrcA和基因组中3个Sec途径分泌的胞外蛋白酶基因epr、bpr和vpr进行叠加敲除。通过对比分析基因缺失前后的碱性蛋白酶酶活力发现,敲除菌株TCCC11470ΔhrcA和TCCC11470ΔhrcAΔeprΔbprΔvpr在42 h的碱性蛋白酶酶活力分别达到18 521.2 U/mL和20 048.5 U/mL,分别高出对照菌株BLΔuppΔepsΔpgs(14 478.6 U/mL) 27.9%和38.5%。这一结果指出,通过改进Sec分泌通路可以显著提升碱性蛋白酶的催化效能,为构建优化的工业酶生产宿主提供了新思路和研究方向。     

一株地衣芽胞杆菌产碱性蛋白酶条件优化

【背景】碱性蛋白酶是众多芽胞杆菌的发酵产物,是工业上极其重要的一类酶。【目的】利用酪素培养基从环境样品中筛选出一株产碱性蛋白酶的菌株,对传代次数、发酵的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐、初始pH、接种量和温度进行优化,提高其产碱性蛋白酶的能力并降低发酵成本。【方法】采用革兰氏染色法、扫描电镜、生理生化试验、16S rRNA基因序列对分离的菌株进行鉴定;采用单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡和响应面试验优化碱性蛋白酶的发酵条件,使用Minitab对试验数据进行分析。【结果】经鉴定分离菌株为地衣芽胞杆菌,命名为Bacillus licheniformis NWMCC0046。优化后的发酵培养基组成为（g/L）:豆粕50.00,葡萄糖10.00,酵母浸膏13.46,CaCl₂ 0.50,Na₂HPO₄·12H₂O 4.00,KH₂PO₄ 0.30;优化后的培养条件为:pH 7.5,34.81℃,接种量4.13%。在此条件下,摇瓶发酵48 h时碱性蛋白酶...     

基于表达元件和宿主优化促地衣芽胞杆菌高效表达L-天冬酰胺酶

L-天冬酰胺酶(L-asparaginase, L-ASN)广泛用于恶性肿瘤治疗及低丙烯酰胺食品生产,然而其较低的表达水平限制了应用推广。异源蛋白表达是提高目标酶表达水平的有效策略,芽胞杆菌广泛用于酶蛋白的高效生产,本研究拟通过表达元件及宿主优化提高芽胞杆菌(Bacillus)中L-天冬酰胺酶产量。首先,筛选了5种信号肽(SP_SacC、SP_AmyL、SP_AprE、SP_YwbN、SP_WapA)用于L-天冬酰胺酶的分泌表达,其中SP_SacC介导下L-天冬酰胺酶分泌效果最好,酶活达到157.61 U/mL。随后,选取了4种芽胞杆菌强启动子(P43、P_ykzA-P43、P_Ubay、P_{bac A}),其中串联启动子P_ykzA-P43介导的L-天冬酰胺酶表达量最高,较对照菌株提高了52.94%。最后,筛选了3种芽胞杆菌表达宿主：地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformi...     

地衣芽孢杆菌TG116胞外蛋白酶产酶条件与酶学性质

【背景】从独角莲中分离得到的地衣芽孢杆菌TG116是一株对植物病原菌具有广谱抗性作用的生防菌株。【目的】优化TG116的产酶条件并探索其酶学性质,进一步了解其抗菌机制。【方法】采用Folin-Phenol显色法与响应曲面法,优化菌株TG116的产酶条件并研究其蛋白酶的酶学性质。【结果】菌株TG116产酶最适条件为:温度40.83°C,p H 8.01,发酵时间53.74 h,增加通气量可以显著提高酶活力。按照优化后的条件培养48 h后,上清液蛋白酶活力从57.46 U/mL达到了254.07 U/mL。酶学性质研究表明:该酶为碱性蛋白酶,最适反应pH为8.5,最适反应温度为50°C,具有良好的温度和pH稳定性,EDTA对酶活具有强烈的抑制作用,金属离子Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+、Co~(2+)、K~+等对酶活也具有一定的抑制作用。【结论】菌株TG116具有良好的p H与温度稳定性,在实际应用中蛋白酶不易失活,可以分解真菌的细胞壁蛋白成分,破坏细胞壁结构,从而抑制甚至杀死病原菌,达到抗菌作用。     

海水中主要金属盐对4株Kangiella属细菌的生长及其蛋白酶相关基因表达的影响

【背景】Kangiella是海洋专属的、营异养生长的革兰氏阴性菌。按16S rRNA基因系统发育分析,Kangiella属归属于γ-变形杆菌纲,但此类细菌的生理生态功能未知。推测该类海洋细菌产生的胞外丝氨酸蛋白酶在其利用有机氮源生长的过程中起重要作用。【目的】研究海水盐中主要金属离子Na盐、Mg盐、Ca盐、K盐对海洋来源的4株Kangiella菌株(K.aquimarina DSM16071、K.geojedonensis YCS-5、K.koreensis DSM 16069和K.profundi FT102)的生长及胞外蛋白酶表达的影响。【方法】测定Kangiella属4个不同种的模式菌株在2216E培养基及不添加Na盐、Mg盐、Ca盐和K盐的2216E培养基中的生长情况。以2%的酪蛋白为底物,采用福林酚法分别检测4株菌株的胞外蛋白酶酶活。克隆K.profundi FT102菌株中的3个丝氨酸蛋白酶编码基因以及phoP和phoQ基因,使用实时荧光定量PCR技术检测Mg盐对这些基因表达的影响。【结果】4株Kangiella菌株在不添加Na盐的2216E培养基中均不能生长;在不添加Mg盐、Ca盐和K盐的2216E培养基中,K.aquimarina DSM 16071、K.geojedonensis YCS-5和K.profundi FT102这3个菌株的生长差异较小;而K.koreensis DSM 16069菌株的生物量在不添加上述3类主要金属盐的2216E培养基中反而增高。各个菌株在对数期时的胞外蛋白酶活差异较大,最高可以达到11.23 U/mL,最低仅为0.99 U/mL。2216E培养基中不添加Mg盐时,K.aquimarina DSM 16071、K.geojedonensis YCS-5和K.profundi FT102这3株菌中的丝氨酸蛋白酶编码基因asp1、asp2和asp3以及phoP和phoQ基因的转录水平无显著差异,而在K.koreensis DSM 16069菌株中这5个基因的表达却显著上调。【结论】Na盐是4株海洋Kangiella菌株生长所必需的金属离子,Mg盐和Ca盐对4株菌株的生长及其中3个保守的丝氨酸蛋白酶基因表达的影响不同。在不添加Mg盐的2216E培养基中,K.koreensis DSM 16069菌株的生物量、胞外蛋白酶活和3个保守的丝氨酸蛋白酶编码基因以及phoP和phoQ基因的转录量都显著上升。     

北黄海沉积物可培养产蛋白酶细菌分离鉴定

【目的】揭示北黄海沉积物中可培养产胞外蛋白酶细菌及蛋白酶多样性,增加人们对北黄海生态系统中产蛋白酶菌多样性的认识,为海洋产蛋白酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将5个北黄海沉积物样品梯度稀释涂布至酪蛋白明胶筛选平板,选择性分离产蛋白酶细菌;并通过分析基于16S rRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;分别测定胞外蛋白酶活性并对酶活较高的39株菌进行基于苯甲基磺酰氟(PMSF,丝氨酸蛋白酶抑制剂)、邻菲罗啉(o-phenanthroline,O-P,金属蛋白酶抑制剂)、E-64(半胱氨酸蛋白酶抑制剂)和pepstatin A(天冬氨酸蛋白酶抑制剂)4种抑制剂的酶活抑制实验以及所有菌株对3种底物(酪蛋白、明胶、弹性蛋白)的水解能力;分析这些细菌所产胞外蛋白酶的特性及多样性。【结果】从5个北黄海沉积物样品中分离获得66株产蛋白酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的7个属,其中Pseudoalteromonas(69.9%)、Sulfitobacter(12.1%)和Salegentibacter(10.6%)是优势菌群;沉积物中可培养的产蛋白酶细菌的丰度为104 CFU/g;蛋白酶酶活抑制实验表明所有测定菌株产生的胞外蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶,仅有少数菌株所产蛋白酶具有半胱氨酸蛋白酶或天冬氨酸蛋白酶活性。【结论】北黄海沉积物中可培养产蛋白酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Sulfitobacter和Salegentibacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外蛋白酶主要是丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶。     

不同信号肽及其组合对果聚糖蔗糖酶异源表达的影响

为了实现果聚糖蔗糖酶在解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens 018(简称G3)中的高效表达,选择来源于不同芽孢杆菌的4个果聚糖蔗糖酶基因lsLich、lsAmy、lsSub和lsMega进行异源表达,并将课题组前期确定的对碱性蛋白酶酶活提升较高的5种信号肽进行筛选和组合。其中来源于地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis RN-01的lsLich在重组菌株G3/pLY-2-lsLich中的酶活力最高,酶活力为62.73 U/mL。以LS-Lich作为目的蛋白筛选单信号肽和双信号肽,其中信号肽SP_DacB和SP_AmyE组合的重组菌株G3/pLY-2-SDA-ls酶活最高,胞外酶活达到125.76 U/mL,较重组菌G3/pLY-2-SD-ls和G3/pLY-2-SA-ls分别提高了31.3%和39.2%,较原始菌株提高了100.49%。该结果表明双信号肽较单信号肽有助于提高LS-Lich的分泌量,同时信号肽组合顺序不同也产生一定的差异。     

短小芽孢杆菌耐碱性β-甘露聚糖酶基因的异源表达及其酶学特性

摘要:【目的】本研究报道了一种新颖的耐碱性β-甘露聚糖酶基因的异源表达并研究其酶学特性,为其工业应用奠定基础。【方法】通过基因同源性分析以及染色体步移技术,从短小芽孢杆菌Nsic-2中克隆得到甘露聚糖酶基因(manB)。然后分别将manB基因在大肠杆菌BL21(DE3)和枯草芽胞杆菌WB800N中进行表达,并研究其酶学特性。【结果】克隆得到的manB基因序列有一个含1104 bp的开放阅读框,编码一种含有367个氨基酸的甘露聚糖酶(ManB)。经预测其蛋白序列N末端有一个含有31个氨基酸的信号肽。将ManB的氨基酸序列进行同源性分析,发现其与来源于短小芽孢杆菌CCAM080065的甘露聚糖酶具有很高的一致性,可以推测ManB属于糖苷水解酶家族26。manB基因在大肠杆菌BL21(DE3)中成功地表达,得到甘露聚糖酶最高酶活为11021.3 U/mL。与其它甘露聚糖酶比较,ManB在碱性条件下表现出较高的稳定性,在pH6.0－9.0之间酶活相对稳定。纯化后的ManB比活可达4191±107 U/mg。酶反应动力学参数Km和Vmax分别为35.7 mg/mL和14.9 μmol/(mL·min)。同时,在枯草芽胞杆菌WB800N中也成功地实现了重组蛋白ManB的分泌表达。【结论】β-甘露聚糖酶基因成功实现异源表达,并得到其酶学性质。本文是首次报道从臭豆腐卤液中分离菌株,克隆表达甘露聚糖酶,并描述其酶学特性。ManB在碱性条件下的酶活稳定性,使得其在工业应用中具备较高的潜在应用价值。     

出芽短梗霉产聚苹果酸发酵条件的优化

【背景】出芽短梗霉可发酵葡萄糖生成聚苹果酸,但存在转化率和转化效率低等瓶颈,阻碍其实现商业化生产。【目的】通过优化发酵培养条件,提高出芽短梗霉的聚苹果酸产量、糖酸转化率和生产强度。【方法】采用单因素试验优化适宜出芽短梗霉BK-10菌株产生聚苹果酸的培养条件,通过Plackett-Burman法对培养基组分筛选显著性影响因素,并对其培养基中无机盐进行正交试验优化,最后进行5 L发酵罐验证。【结果】最优培养基配方和培养条件:100 g/L葡萄糖,1.5 g/L尿素,0.20 g/L KH_2PO_4,0.20 g/L ZnSO_4,0.05 g/L MgSO_4,0.75 g/L KCl,30 g/L CaCO_3,0.01%吐温-80,发酵温度26°C,250 mL摇瓶装液量50 mL。【结论】通过优化,聚苹果酸的糖酸转化率达到0.71 g/g,生产强度达到0.89 g/(L·h),较优化前分别提高了18.33%和71.15%,为发酵葡萄糖合成聚苹果酸进而生产L-苹果酸工艺的工业化生产奠定经济性基础。     

黑曲霉阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达

【目的】实现黑曲霉来源的阿魏酸酯酶在毕赤酵母(Pichia pastoris GS115)中的组成型表达。【方法】以黑曲霉(Aspergillus niger)基因组为模板,经重叠延伸PCR扩增得到阿魏酸酯酶基因(AnfaeA),将其与载体pGAP9K相连,构建重组表达载体p GAP9KAnfae A,经SalI线性化后电转入毕赤酵母GS115中,得到重组菌株。高效液相色谱法测定发酵液中阿魏酸酯酶活力,并对重组菌进行了发酵优化。【结果】克隆得到783 bp的阿魏酸酯酶编码基因并实现了其在毕赤酵母中的组成型表达。重组菌发酵84 h后,上清液中酶活达5.72±0.10 U/m L。重组酶(reAnfaeA)经分离纯化后比酶活为59.75 U/mg,大小约为40 k D。发酵优化结果为:葡萄糖40.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,酵母膏30.0 g/L,CaCO_3 0.2 g/L,种龄28 h,接种量3%(体积比),装液量50 m L/250 m L。在此条件下发酵培养,酶活达15.60±0.23 U/m L。【结论】阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达,对研究毕赤酵母组成型表达系统和阿魏酸酯酶的发酵生产具有一定的借鉴意义。     

海洋来源链霉菌MY0504产纤溶酶的发酵条件优化

【目的】以发酵液纤溶酶活力为指标,优化海洋来源的链霉菌菌株MY0504的发酵条件。【方法】在菌株生长曲线及单因素试验基础上,采用Plackett-Burman设计筛选影响纤溶酶活性的主要因素,进一步用最陡爬坡试验及Box-Behnken中心组合设计法优化发酵条件。【结果】纤溶酶活性最高的发酵条件为:葡萄糖21.68 g/L,酵母粉25.31 g/L,NaCl5.0 g/L,K_2HPO_4·3H_2O3.0 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.02 g/L,装液量50 mL(250 mL摇瓶),接种量10%(体积比),初始pH 7.5,温度24°C,转速200 r/min,培养时间4.5 d。发酵液纤溶酶活性可达2 190.6 U/mL。【结论】确定了MY0504菌株产纤溶酶的最优发酵条件,为该酶的进一步分离纯化及性质研究奠定基础。     

腺苷酸脱氨酶在乳酸克鲁维酵母中构建表达

【目的】实现鼠灰链霉菌来源经密码子优化后的腺苷酸脱氨酶基因在乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis GG799)中组成型表达。【方法】以鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)来源的腺苷酸脱氨酶(AMP)基因经密码子优化后作为模板,设计特异性引物,PCR扩增AMP脱氨酶基因opt-AMPD,以p KLAC1为载体构建重组表达质粒p KLAC1-opt-AMPD,经Sac II线性化后电转化法转入K.lactis GG799,筛选得到重组菌株,测定酶活,经His TrapTM HP纯化后得到AMP脱氨酶,并优化重组菌的发酵培养基。【结果】对AMP脱氨酶基因进行了密码子优化后,构建了重组K.lactis GG799/p KLAC1-opt-AMPD,实现组成型表达,密码子优化后AMP脱氨酶酶活提高到586±50 U/m L。SDS-PAGE结果显示,纯化后的AMP脱氨酶为单一条带,蛋白大小约为60 k D。优化的发酵培养基为(g/L):葡萄糖40、蛋白胨20、酵母粉15、Na Cl 8、KCl 10、Mg SO4 2,30°C、200 r/min发酵120 h,酶活达到2 100±60 U/m L。【结论】实现了密码子优化后的腺苷酸脱氨酶基因在乳酸克鲁维酵母GG799内的组成型表达,为实现腺苷酸脱氨酶的重组高效表达和发酵生产进行了有益探索。     

产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究

【目的】研究产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基。【方法】在单因素试验的基础上, 采用Plackett-Burman (P-B)设计, Box-Behnken (B-B)设计和响应面试验设计(RSM), 在20 °C、pH 8.0、160?r/min发酵2 d条件下, 对发酵培养基进行优化。【结果】该菌株最适产酶培养基为(g/L): 葡萄糖7.68, 橄榄油21.93, 硫酸铵2.0, 磷酸二氢钾1.0, 硫酸镁0.27, 氯化钙0.3, 氯化钠20.0, 吐温-80 1.0。其最高酶活为62.8 U/mL, 比优化前提高了3.14倍。【结论】通过对产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究, 明显提高低温脂肪酶活力。     

液化沙雷氏菌磷脂酶A1的克隆表达及乳糖自诱导发酵

为了利用大肠杆菌高效生产重组磷脂酶,克隆了液化沙雷氏菌磷脂酶A1的编码基因pla,分别使用pET-28a(+)和pET-20b(+)载体,实现了磷脂酶A1在大肠杆菌BL21(DE3)中的功能表达.重组菌利用载体pET-28a(+)在原始信号肽的介导下胞外PLA1酶活达40.8 U/mL,占总酶活的91％.重组菌转接至优化后的发酵诱导培养基:蛋白胨10 g/L,酵母粉5g/L,葡萄糖0.8 g/L,乳糖5 g/L,25 mmol/L Na2HPO4,25 mmol/L KH2PO4和1 mmol/L MgSO4;菌体生长6h后,添加7.5 g/L的甘氨酸,37℃恒温发酵24 h,重组菌胞外PLA1酶活达到128.7 U/mL.     

费希尔曲霉脂肪酶在毕赤酵母中的优化表达及高密度发酵

【背景】脂肪酶广泛应用于纺织、食品、药品、皮革等工业领域,其在微生物中的异源表达研究进一步促进了脂肪酶产品的生产和应用。【目的】实现来源于费希尔曲霉的脂肪酶在毕赤酵母中的高效异源表达,探究其合适的表达及发酵条件,提高产量,降低成本。【方法】对费希尔曲霉的脂肪酶编码基因进行密码子优化后,应用pPIC9k质粒整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建高产脂肪酶Lip605的毕赤酵母工程菌;并通过响应面发酵条件优化、筛选最适伴侣蛋白和高密度发酵相结合的方法,综合提高脂肪酶表达量。【结果】确定高产脂肪酶毕赤酵母工程菌的最优摇瓶发酵产酶条件为:甲醇3.103%(体积比),生物素0.4 mg/L,酵母粉11.5 g/L,酵母基础氮源培养基(yeast nitrogen base,YNB) 13.4 g/L,初始pH 6.4,装液量50 mL/250 mL,转速220 r/min,温度24°C,培养时间40 h。优化后的胞外脂肪酶酶活达到72.34 U/mL,较优化前提高了5.8倍;进一步选择12个伴侣蛋白分别与脂肪酶Lip605进行共表达,其中共表达伴侣蛋白Rpl10(pPICZA-RPL10)效果最佳,可使Lip605表达量进一步提高46.8%;在此基础上,经过10 L发酵罐分批补料的高密度发酵,工程菌株发酵142 h,胞外脂肪酶酶活最高达到680 U/mL,蛋白浓度为15.89 g/L。【结论】应用复合策略有效提高了脂肪酶Lip605在毕赤酵母中的发酵产量,为其进一步工业化生产奠定了良好的基础。     

抗肿瘤银杏内生真菌Aspergillus oryzae YX-5发酵 培养基的优化

【目的】对一株具有抗肿瘤活性的银杏内生真菌Aspergillus oryzae YX-5的发酵培养基进行优化。【方法】以发酵后的菌体干重、粗提物质量和粗提物抗肿瘤活性为指标,通过单因素实验选出合适的碳源和氮源,再以选出的碳源、氮源以及K2HPO4、MgSO4·7H2O、KCl共5个因素进行正交实验,确定出最适宜的发酵培养基配方。【结果】YX-5的最佳发酵培养基配方为葡萄糖45 g/L,蛋白胨8 g/L,K2HPO4 0.5 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,KCl 1 g/L,FeSO40.01 g/L。优化后菌体干重、代谢物的产量和抗肿瘤活性分别提高了41.88%、226.52%和19.31%。【结论】通过对米曲霉菌(Aspergillus oryzae)YX-5的发酵培养基进行优化,明显提高了粗提物产量和抗肿瘤活性,这对后期规模化发酵中减小发酵规模和降低工作量十分有利。     

解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

南极交替单胞菌R11-5产卡拉胶酶的发酵条件优化

【背景】极地寒冷环境中发现了大量具有潜在应用前景的冷适应酶,同时也存在种类繁多的海藻多糖降解菌,因此极端环境微生物是筛选获得新颖、高效多糖降解酶的重要新源泉。由于筛选培养基通常并非野生菌发酵产酶的最优条件,为了使野生菌的产酶效率达到最高,需要对其培养条件进行优化,从而为其深入研究及开发利用提供依据。【目的】对一株产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,并采用响应面法对该菌的发酵产酶条件进行优化。【方法】通过16SrRNA基因对产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,采用响应面法优化南极菌株产酶发酵条件。【结果】该南极菌属于交替单胞菌属(Alteromonas),命名为交替单胞菌R11-5。发酵条件优化结果显示,7个环境因子影响交替单胞菌R11-5的产酶量。利用Design-Expert软件中的Plackett-Burman设计实验,筛选出影响交替单胞菌R11-5产酶量的4个主要因素分别为培养温度、牛肉膏浓度、卡拉胶浓度和Ca~(2+)浓度。通过Box-Behnken设计和响应面分析得到交替单胞菌R11-5最佳产酶发酵条件为:温度15.0°C,牛肉膏浓度11.0 g/L,卡拉胶浓度3.0 g/L,Ca~(2+)浓度5.0 mmol/L。优化后发酵上清液酶产量达到87.193 U/mL,与优化前相比提高了1.8倍。【结论】响应面法提高了南极交替单胞菌R11-5卡拉胶酶的产量,为其开发应用提供了科学依据。