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。     

地衣芽抱杆菌A.4041耐高温α-淀粉酶的研究

地衣芽抱杆菌A.4041是一株产生耐高温α-淀粉酶的突变株。本文研究了A.4041发酵培养基的成份,发现用天然碳源原料产酶优于葡萄塘、乳糖和淀粉。葡萄糖对发酵产酶有一定程度的抑制作用。此外还发现A.4041所产生的耐高温α-淀粉酶的热稳定性与Ca²⁺浓度有关,高浓度氯化钠与淀粉能促进该酶的耐热性。     

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1.用细菌α-淀粉酶产生环状α-1,4-葡聚糖从枯草芽孢杆菌X-23中分离到一种新的α-淀粉酶,HGE(氢醌糖基化酶),可以在水溶液中使许多酚类化合物葡糖基化,从HGE和淀粉的反应类型分析,HGE属于细菌糖化α-淀粉酶.作者从HGE对合成直链淀粉的水解产物的HPAEC(高性能阴离子交换柱色谱法)分析结果中发现,有些产物是不被葡糖淀粉酶水解的.这类产物称作“抗萄糖淀粉酶的葡聚糖”.这类葡聚糖可以由HGE水解形成麦芽寡糖,并由HGE和葡糖淀粉酶联合水解形成葡萄糖.为了证明这类葡聚糖是环状α-1,4-葡聚糖,还进行了苯酚-硫酸盐实验,Somogyi-Neison实     

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。     

嗜热脂肪芽孢杆菌α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

以质粒pATl53为载体,应用鸟枪法在大肠杆菌中建立了嗜热脂肪芽孢杆菌α－淀粉酶基因无性繁殖系。两个含α一淀粉酶基因的克隆的Hind Ⅲ片段均为4．5kb,内切酶谱也相同。本文还比较了从HBl01,p^a－1823和从基因供体菌中提取的α－淀粉酶的耐热性。     

α-淀粉酶检测方法及其应用

α-淀粉酶是一种内切糖苷水解酶,可以水解淀粉等多聚糖内部的α-1,4-糖苷键,生成低聚糖、糊精、麦芽三糖、麦芽糖和少量葡萄糖。由于α-淀粉酶在食品、人体健康监测和制药方面的重要作用,其活性检测广泛应用于工业生产菌株的选育、临床疾病的诊断、糖尿病药物的开发和食品质量的控制中。近年来,随着检测技术的发展,许多更加快速、灵敏的α-淀粉酶检测方法被开发出来。本文综述了近年来α-淀粉酶的检测方法和应用研究进展,分类介绍其检测原理和优缺点,并对未来α-淀粉酶检测方法提出展望,以期为α-淀粉酶检测方法的开发和应用提供参考。     

若干理化因素对萌发的小麦种子α-淀粉酶同工酶的作用

用DEAE-纤维素层析可以将萌发的小麦种子α-淀粉酶分成两个组分:α-淀粉酶Ⅰ和α-淀粉酶Ⅱ。α-淀粉酶Ⅰ对高温和Hgcl_2很敏感,而α-淀粉酶Ⅱ对高温和HgCl_2却很稳定。EDTA是两种淀粉酶的抑制剂。CaCl_2对两种同工酶的作用看来比较复杂。低pH(3.6)对两种同工酶的作用未发现明显差别。     

用原生质体融合技术提高α-淀粉酶稳定性

工业生产上一般都采用物理和化学诱变的方法选育优良菌株,Foder和Schaeffer将种内细菌原生质体融合成功之后,用原生质融合方法育种的报道较多,所得融合子也逐渐应用于工业生产.本研究用产α-淀粉酶活力高的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)生产菌株和活力低、耐热性好的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)进行原生质融合,选育出耐热高产的α-淀粉酶产生菌.1 材料和方法1.1 菌种Bacillus amyloliquefaciens BF 7658,北京房山交道酶制剂厂生产菌株;Bacillus licheniformis ATCC9789,中国科学院微生物所保藏.     

枯草杆菌α——淀粉酶基因的遗传学分析及高产菌株的选育

枯草杆菌α-淀粉酶大部分可分泌于培养基中,少量存在于细胞内部,为此α-淀粉酶是枯草杆菌的胞外酶,而且是枯草杆菌主要的胞外酶之一。在培养基中积聚的α-淀粉酶至少在细胞内存在两个调节系统:即α-淀粉酶结构     

曲霉淀粉酶基因与转录调控研究进展*

本文总结了到目前为止已克隆到的曲霉淀粉酶基因,并阐述了已发现的与调控相关的元件和因子如：顺式作用正调控元件和反式作用正调控因子等,在此基础上提出了曲霉淀粉酶基因的转录调控方式,并简述了曲霉淀粉酶基因的应用前景。 淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的通称,广泛存在于动植物和微生物中（张树政 1984）。由于淀粉酶在工农业上的重要价值,因此很早就有人对淀粉酶进行研究。我国50年代初,先后研究和生产米曲霉的α-淀粉酶用作消化剂和葡萄糖生产,将细菌产生的α-淀粉酶用于纺织品退浆、饴糖制造等(张树政 1984);随着分子生物学技…     

纯化小麦α-淀粉酶的亲和层析法

纯化α-淀粉酶有多种方法。Mac Gregor等以及Kruger和Tkachuk分别应用羧甲基纤锥素离子交换层析与丙酮分部、糖元沉淀和离子交换层析,各自从大麦及春小麦分离了α-淀粉酶。Tkachuk又发展了以α-环化糊精为配基的α-淀粉酶分离纯化的亲和层析法。由于亲和层析法简便、快速、高效,因而获得了广泛的应用。我们以β-环化糊精(β-Cyclodextrin)为配基,分离纯化了小麦α-淀粉酶。现介绍如下。     

西方许旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的分泌表达

目的:将带有完整自身信号肽的西方许旺酵母α-淀粉酶基因克隆到大肠杆菌中,验证西方许旺酵母α-淀粉酶基因能否在大肠杆菌中有效表达。方法:利用PCR扩增带有完整自身信号肽的西方许旺酵母α-淀粉酶基因,并将其接入Zeocin启动子片段,构建了重组表达载体GapZA,转化大肠杆菌,验证得到的阳性克隆菌株是否表达α-淀粉酶活性。结果:阳性克隆菌株均有α-淀粉酶活性。结论:证明了许旺酵母α-淀粉酶能在自身信号肽引导下分泌到大肠杆菌细胞外,并且表现出明显酶活。     

酶和发酵工程

枯草杆菌(Bacillus subtilis)2633能超量生产α-淀粉酶(比其亲本品系枯草杆菌6160约高3000倍)。采用枯草杆菌-大肠杆菌穿梭载体 PHY 300 PLK 将枯草杆菌2633的一个α-淀粉酶基因克隆到大肠杆菌中。当含有α-淀粉酶基因的重组质粒 PAM 26被导入枯草杆菌6160后,一个转换体大约可产生40000 U/毫升的α-淀粉酶,为枯草杆菌6160的4000倍。这表明2633的α-淀粉酶基因(淀     

枯草杆菌α-淀粉酶的生产

α-淀粉酶是在酒精、酿造、制药、制糖和纺织工业上应用广泛的酶种,也是目前国内外应用最广、产量最大的酶种之一。α-淀粉酶可由微生物发酵产生,也可由植物和动物提取。目前工业生产上都以微生物发酵法为主进行大规模生产α-淀粉酶。我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制     

固定化解淀粉芽孢杆菌α－淀粉酶的研究

本文对固定化α－淀粉酶进行了初步的研究,固定化酶采用海藻酸钙凝胶球来包埋一定纯度的解淀粉芽孢杆菌α－淀粉酶,并且把固定化酶的特点和性质同游离酶进行了比较。同游离酶相比固定化酶明显提高了酶的耐热性和贮藏稳定性,游离酶的最适作用温度为６０℃,而固定化酶最适温度为７０℃。     

“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”的实验改进

对“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验装置、实验方法及步骤等进行了创新和改进,大大提高了实验成功率,同时增加了检测游离α-淀粉酶的实验步骤。作对照实验,排除了干扰因素,使实验过程更加严谨可行;用点样板代替试管,使实验结果更加明显直观,为广大师生提供了新课标下的实验设计、实践操作的新思路和新方法。     

对"探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用"实验的一些尝试

新版高中《生物》教材中 ,实验 6 :“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”中用的淀粉酶是α-淀粉酶。α-淀粉酶因一般的小城镇购买有一定的困难 ,我们尝试用唾液中的淀粉酶和多酶片中的胰淀粉酶做该实验 ,其效果相当明显。1　用唾液中的淀粉酶替代 ︿-淀粉酶 ,增设一支对照实验试管基本方法是 :1)收集唾液后 ,取 1m L唾液注入小烧杯中 ,加入 2 m L蒸馏水 ,振荡小烧杯使之混合均匀 ,制成稀释的唾液。唾液稀释量少些 ,含唾液淀粉酶量就多 ,酶促反应速度就快。 2 )取 3支洁净的试管 ,编号为1、2、3。 3)在 1号、2号试管中各注入 2 m L质量分…     

由α-淀粉酶催化的淀粉降解的产物究竟是什么?

我国现用的植物生理学教材中有些加入了植物碳水化合物代谢的内客,其中有关α-淀粉酶催化淀粉水解的内容在不同的教材中有不同的表述。潘瑞炽、董愚得合编的《植物生理学》上册(1979年高等学校试用教材)第161页和1983年该书第二版第152页:α-淀粉酶可作用于直链淀粉和支链淀粉,……α-淀粉酶可任意断裂螺旋构型的α-1,4-苷键,割裂出含6—7个葡萄糖单位组成的短链。由于这种酶的作用位置是在淀粉分子之内,故亦称为内淀粉酶(endoamylase)。α-淀粉酶不能水解α-1,6-苷键,故作用于支链淀粉时,就会余下1,6结合的分支部分。α-淀粉酶分解直链淀粉和支链淀粉所产     

来源于Pyrococcus furiosus的耐高温α-淀粉酶基因在衣藻叶绿体中的表达

来源于Pyrococcusfuriosus的耐高温α-淀粉酶是一种重要的酒精工业用酶,在植物中表达耐高温α-淀粉酶可以大大降低用植物秸秆生产酒精的成本。选择衣藻叶绿体基因组同源片段clpP-trnL-petB-chlL-rpl23-rpl2和壮观霉素抗性基因,构建了来源于Pyrococcusfuriosus的耐高温α-淀粉酶基因的衣藻叶绿体表达载体p64A。通过基因枪将其导入衣藻叶绿体中,经壮观霉素抗性(100mg/L)筛选,获得了9个抗性衣藻转化子。转化子经过抗性继代筛选后,经PCR、Southernblot检测分析及暗培养,证实耐高温α-淀粉酶基因已整合到衣藻叶绿体基因组中并得到表达。酶活性检测表明,转基因衣藻表达产物具有耐高温α-淀粉酶活性,每克鲜重衣藻最高达77.5u。实验结果证明在植物叶绿体中表达工业酶制剂是可行的。     

地衣形芽孢杆菌热稳定α-淀粉酶基因的分子克隆及其在枯草杆菌中的表达

以E.coli噬菌体λ EMBL 3为载体,用鸟枪法将地衣形芽孢杆菌的热稳定α-淀粉酶基因克隆到λ噬菌体的基因组中。携带α-淀粉酶基因的杂种噬菌体λ pAmy_αL16的DNA,经限制性内切酶HindⅢ水解后,被亚克隆到枯草杆菌的质粒pNQ 122上,并得到了表达。通过重转化作用和物理图谱分析,证明α-淀粉酶基因位于3.9 kb的Hin dⅢ DNA限制片段上。 转化子枯草杆菌(pAmy_αL41)产生的α-淀粉酶的热稳定性、最适反应温度等与亲本菌株一致。α-淀粉酶的分子量和等电点也与原菌株相同。