微生物脂肪酶资源挖掘及其催化性能改良策略

脂肪酶催化在食品、医药、化工、能源等领域发挥重要作用.开发新型微生物脂肪酶资源,对脂肪酶进行修饰改良,是脂肪酶催化领域的重要研发内容.极端微生物和不可培养微生物脂肪酶的发掘是获取新型工业催化剂的热点;体外定向进化、杂合酶、表面展示等蛋白质工程等分子生物学技术手段为开发特定性质"新酶"提供了有力工具;生物印迹、pH记忆、定向固定化、交联酶晶体、脂质体包埋等高效物理化学修饰方法拓宽了脂肪酶原有的催化性质.微生物脂肪酶资源挖掘及其改良将推动脂肪酶的生物催化产业快速发展.     

脂肪酶及其在化学品合成中的应用

脂肪酶催化过程具有高效和高选择性、条件温和以及环境友好等特点。目前可再生能源和绿色化工领域对新型酶催化转化技术的迫切需求使得越来越多的脂肪酶被应用到生物柴油、精细化学品和医药中间体合成的领域。本文主要介绍了脂肪酶的催化技术及其在化学品合成中的应用。     

酵母脂肪酶的制备及应用新进展

脂肪酶是工业领域应用非常广泛的一类绿色生物催化剂,由于脂肪酶可催化酯水解、酯化、转酯化、醇解和氨解等多种反应,在食品加工,有机合成,制备生物柴油等方面均得到了较为广泛的应用,是目前的研究热点.微生物是脂肪酶的重要来源之一,其中酵母脂肪酶被认为是非常安全的一类脂肪酶,也是应用最为广泛的一类脂肪酶.该文介绍了酵母脂肪酶的制备和应用研究概况,重点综述了其在多个应用领域中的最新研究进展.挖掘更多的新型高活性脂肪酶,降低脂肪酶的生产成本,提高酶的重复使用率是今后脂肪酶应用研究亟待解决的问题.     

游离脂肪酶催化蓖麻油制备蓖麻油酸

游离脂肪酶与固定化脂肪酶相比具有成本低、反应速率快等优势,是油脂化工中新的研究方向。前期研究表明,游离脂肪酶NS81006能高效催化多种油脂水解,进一步研究其对含独特羟基的绿色石油材料蓖麻油的水解过程,对于促进游离脂肪酶在新能源领域的应用具有重要意义。本文对影响游离脂肪酶NS81006催化蓖麻油水解过程的主要因素,温度、酶用量、水用量和搅拌速率进行了研究和优化,在优化后的条件下48 h水解率可达94.8%,且发现通过离心分离可有效实现NS81006的重复使用,连续回用5个批次,游离脂肪酶仍能有效催化水解反应。而对比高温高压法水解蓖麻油,发现游离脂肪酶NS81006具有明显优势。     

器壁固定化脂肪酶Pseudomonas cepacia lipase的非水活性与稳定性

许多脂肪酶在有机体系中表现出催化作用,可用于绿色有机合成. 但其催化活性和稳定性明显低于水/油（有机相）界面上的表现. 为了提高脂肪酶在有机反应体系中的活性和稳定性,依据脂肪酶的界面活化机制,以水为酶蛋白构象优化剂、羧甲基纤维素为赋形剂,通过物理吸附的方式,将典型的假单胞菌脂肪酶（Pseudomonas cepacia lipase）固定在锥形瓶的内壁上,形成简易的生物反应器. 为方便检测器壁固定化酶促反应动力学,选择特征吸收为640 nm的生化指示剂2,6-二氯靛酚为反应底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂,丙酮为溶剂. 光谱检测表明,催化反应0.5 h后,器壁固定化脂肪酶转化底物的能力是脂肪酶粉的6倍. 在每次催化5 h共10次的循环催化中,器壁固定化脂肪酶的催化活性平均每次仅降低3.2%,而酶粉降低11.8%. 结果表明,该器壁固定化脂肪酶的活性和稳定性相对于酶粉明显提高,这将为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用提供重要的参考.     

耐有机溶剂脂肪酶的研究进展

脂肪酶是一种重要的酶,在有机介质中脂肪酶能催化某些特定的化学反应。获得具有较高催化活性的耐有机溶剂脂肪酶具有重要的价值。该文概述了一些具有代表性的耐有机溶剂脂肪酶,介绍了耐有机溶剂脂肪酶的特性和应用,并对耐有机溶剂脂肪酶的筛选途径和分子改造方法进行了分析。今后有机溶剂耐受性脂肪酶的研究将集中在酶的利用、微生物筛选、脂肪酶表征和基因克隆、酶的分子改造等方面。     

微生物脂肪酶的结构与功能研究进展

脂肪酶是催化油酯水解的一类酶的总称,在清洁剂、食品、纸浆、化工合成等工业都有广泛的应用.本文对各种来源的微生物脂肪酶的结构、生化性质、底物特异性和界面活化现象等方面进行了综述,并介绍了一些脂肪酶的特殊结构和性质.     

脂肪酶非水相催化作用

从底物工程、介质工程、酶催化剂工程、构象工程等层面概述了提高非水相脂肪酶催化效率的方法.分别介绍了介质体系的优化与开发、脂肪酶催化剂的优化改良、催化过程的优化处理等新内容.指出在单层面优化的基础上,对非水相催化进行系统优化是必然趋势.     

橡胶树内生沙雷氏菌脂肪酶基因SmLipase1的克隆和表达分析

脂肪酶在洗涤剂、食品、纸浆以及生物柴油等多个工业领域被广泛应用。不同的应用领域对脂肪酶的酶学特性有不同的要求,因此挖掘脂肪酶基因资源具有重要意义。本研究报道从橡胶树内生菌Serratiamarcescens ITBB5-1中克隆得到一个脂肪酶基因,命名为Sm Lipase1,编码662个氨基酸,pI 4.82,能分泌脂肪酶到培养基中。构建重组表达载体pET22b-Sm Lipase-1,转化大肠杆菌菌株BL21(DE3)。本研究表明该转基因菌株能高效表达脂肪酶,并在平板培养基上形成较大的透明圈,转基因菌株发酵培养所获得的培养液酶活性达到26 U/mL。此外,该酶还具有催化油脂与甲醇反应生产脂肪酸甲酯的活性,在生物柴油领域具有一定的开发价值。     

提高有机催化脂肪酶活性和稳定性的途径研究

随着非水酶学的发展,脂肪酶在有机催化反应中得到广泛应用,探寻提高有机催化脂肪酶的催化活性和操作稳定性的途径也随之成为研究热点.综述了近年来这一研究方向的成果及最新进展,着重阐述表面活性剂包衣、固定化以及二者结合的手段对脂肪酶在有机介质中的催化活性及操作稳定性的影响.     

假丝酵母菌GXU08产脂肪酶发酵条件的优化

以假丝酵母菌GXU08产脂肪酶催化合成麝香类香料—环十五内酯目前已备受关注,在一定条件下,环十五内酯的转化率与脂肪酶的水解酶活有直接关系,酶活越高其催化合成环十五内酯的能力越强。通过单因素试验和正交试验,对假丝酵母菌GXU08产脂肪酶的发酵条件进行优化。结果表明:最佳发酵培养基配方为蔗糖0.5%,淀粉0.5%,蛋白胨1.5%,K_2HPO_40.05%,MgSO_40.15%,(NH_4)_2SO_41%,茶油1.5%,菜籽油1.5%,pH=8,此培养基在28℃,180 r/min的条件下发酵培养48h,脂肪酶水解活力达到27.53 U/mL,是初始发酵培养基条件下所得脂肪酶酶活的3.74倍;其环十五内酯的转化率为16.6%,是优化前的4倍。     

纤维素降解菌L-06的筛选、鉴定及其产酶条件的分析

从用于堆肥的水稻秸秆中初筛出一株高效纤维素降解菌L-06, 根据18S rRNA基因序列和菌株形态分析, 初步鉴定该菌为斜卧青霉(Penicillium decumbens)。研究了液体发酵培养基中氮源、碳源、表面活性剂、培养温度、起始pH以及接种量对该菌株各纤维素酶活力的影响。在最适条件下, 该菌的b-葡萄糖苷酶(BGL)、外切纤维素酶(CBH)于培养第3天酶活力分别达到1662 u/mL和2770 u/mL; 内切纤维素酶(EG)、滤纸糖化力(FPase)于培养第4天酶活力分别达到18064 u/mL和4035 u/mL。在产酶优化实验中, 该菌的EG和CBH在pH10的培养条件下分别保持了70%和43%的酶活性; 在50oC培养条件下EG和CBH分别保持了68%和59%的酶活性。表现出了耐热, 耐碱的特性。     

纤维素降解菌L-06的筛选、鉴定及其产酶条件的分析

从用于堆肥的水稻秸秆中初筛出一株高效纤维素降解菌L-06, 根据18S rRNA基因序列和菌株形态分析, 初步鉴定该菌为斜卧青霉(Penicillium decumbens)。研究了液体发酵培养基中氮源、碳源、表面活性剂、培养温度、起始pH以及接种量对该菌株各纤维素酶活力的影响。在最适条件下, 该菌的b-葡萄糖苷酶(BGL)、外切纤维素酶(CBH)于培养第3天酶活力分别达到1662 u/mL和2770 u/mL; 内切纤维素酶(EG)、滤纸糖化力(FPase)于培养第4天酶活力分别达到18064 u/mL和4035 u/mL。在产酶优化实验中, 该菌的EG和CBH在pH10的培养条件下分别保持了70%和43%的酶活性; 在50oC培养条件下EG和CBH分别保持了68%和59%的酶活性。表现出了耐热, 耐碱的特性。     

脂肪酶抑制剂产生菌Bacillus sp.LF深层发酵条件研究

随着生活水平的不断提高 ,肥胖在中国也开始成为影响人们健康的主要危险之一。目前市场上常见的减肥产品主要是作用于大脑 ,通过抑制食欲减少食物的摄入 ,由于这类药可能产生大脑、心血管及神经系统的副作用 ,不宜长期使用。瘦素 (Leptin)是一种肥胖基因表达的多肽激素 ,也是通过食欲中枢发挥作用 ,可以抑制食欲 ,提高代谢率 ,达到减肥的目的。因而另一类减肥药品脂肪酶抑制剂近年来受到国内外重视。脂肪酶抑制剂可直接阻断人体对脂肪的吸收 ,它不需要通过影响中枢神经系统来抑制人体的食欲 ,而是阻止脂肪在胃肠道的吸收。文献报道脂肪酶抑…     

扩展青霉碱性脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达

将编码扩展青霉碱性脂肪酶 (PEL)的cDNA克隆到酵母整合型质粒pPIC3.5K ,电转化His4缺陷型巴斯德毕赤酵母 (Pichiapastoris)GS115 ,通过橄榄油 MM平板及PCR方法筛选和鉴定重组子。重组子发酵液经SDS PAGE分析、橄榄油检验板鉴定 ,表明扩展青霉碱性脂肪酶基因在巴斯德毕赤酵母中获得了高效表达。表达蛋白分泌至培养基中 ,分子量约 2 8kD ,与扩展青霉碱性脂肪酶大小一致 ,占分泌蛋白的 95 %。橄榄油检验板检验表明该表达蛋白可分解橄榄油 ,通过优化该表达菌的发酵条件 ,以橄榄油为底物进行酶活测定 ,其发酵液酶活可达 2 6 0u mL。     

链霉菌Z94-2碱性脂肪酶产生条件及酶学性质

在１５２株脂肪酶产生菌中,链霉菌Ｚ９４－２产脂肪酶活力为５９６ｕ／ｍＬ,其最适培养基（ｇ／Ｌ）为：糊精１０、黄豆饼粉３０、尿素１０、Ｋ２ＨＰＯ４０．５、ＭｇＳＯ４０．５、ＮａＣｌ１和ＡＥＯ９０．５,产酶的最适条件为：初始ｐＨ９．５～１０．０,在２６℃培养４８ｈ。用ＰＶＡ橄榄油乳化系统测定该酶的最适ｐＨ９．８,最适温度３７℃,在ｐＨ８．６～１０．２于５℃存放２４ｈ,酶活力不变。０．１４ｍｏｌ／Ｌ的氯     

粗壮假丝酵母(Candida valida 20231)产脂肪酶发酵条件的研究

对粗壮假丝酵母(Candida valida 20231)产脂肪酶所需的培养基成分和发酵条件进行了优化。结果表明,粗壮假丝酵母在接种后3 h即进入对数期,18 h后转入稳定期,66 h后进入衰退期;发酵36 h达到最大酶活,至72 h仍然无明显下降趋势。最适合的培养基成分为:4.0%大豆粉,2.0%菜籽油,0.3%葡萄糖,0.3%NH_4NO_3,1.2%K_2HPO_4,0.42%NaH_2PO_4,0.4%MgSO_4·7H_2O。使用优化的培养基,最佳产酶的条件为:装液量80 mL(250 mL摇瓶),初始pH 6,接种量为2.0%,种子菌龄为12 h。在最佳产酶条件下,脂肪酶活力达到32.6 U/mL。     

低温脂肪酶产生菌的筛选、产酶发酵及粗酶性质研究

利用含有Tween 80的琼脂平板和摇瓶发酵法,从若尔盖高原土壤中筛选产脂肪酶菌株.通过菌落形态和菌体特征观察初步对菌种进行鉴定,得到一株产低温脂肪酶的适冷菌Pseudomonassp.DL-B,并设计正交试验对该菌株的产酶发酵培养条件进行了优化.摇瓶实验表明,该菌株最适产酶发酵培养基为:蔗糖10 g/L,蛋白胨20 ...     

产脂肪酶菌株C7828-5的筛选、鉴定以及产酶条件的优化

以花生油为唯一碳源,从海口市各地被油脂污染土样中分离筛选出1株中温碱性脂肪酶菌株C7828-5。形态学、生理生化特征和分子生物学鉴定结果表明,该菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。该菌所产脂肪酶的最适温度为37℃,最适pH为8.0。优化了菌株的产酶条件,最适产酶培养基(g/L)为:蔗糖5、牛肉膏20、(NH_4)_2SO_41、MgSO_4·7H_2O 0.5、CaCl_20.5,聚乙烯醇花生油乳化液120 mL,发酵72 h,获得高达8.08 U/mL的脂肪酶表达量。     

Galactomyces geotrichum Y25产脂肪酶条件的优化

应用响应面法对Galactomyces geotrichumY25液体发酵产脂肪酶的条件进行了优化。首先采用Plackett-Burman设计对影响产酶因素的效应进行评价,筛选出黄豆粉、玉米浆和发酵时间3个对产酶影响显著的因素。用最陡爬坡路径逼近最大产酶区域后,利用响应面设计对显著因素进行优化,得出黄豆粉、玉米浆最佳质量分数分别为2.51%、2.12%,最佳发酵时间101.95 h。优化后液体发酵液中脂肪酶活力提高到34.65 U/mL,比初始酶活力9.6 U/mL提高了3.61倍。表明响应面法可显著优化Galactomyces geotrichumY25液体发酵产脂肪酶条件。