α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶在毕赤酵母中的表达及其对大麦麦芽过滤性能的影响

PCR技术从黑曲霉(Aspergillus niger)基因组扩增获得1个全长1 790 bp的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,基因含有1个50 bp的内含子序列,其对应的蛋白质序列含有5个O糖基化位点和9个N糖基化位点,N端含有18个氨基酸的信号肽序列。将目的基因与表达载体pPICZαA连接并在毕赤酵母X-33诱导表达,获得重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶。重组酶的相对分子质量为70 kDa,最适反应pH和温度分别为pH 5.5和50℃;金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(2+)对重组酶的酶活有抑制作用,Fe~(3+)对重组酶的酶活有促进作用;以4-Nitrophenylα-L-arabinofuranoside为底物测得酶的Km值和Vmax值分别为0.78 mmol/L和2.57μmol/(min·mg)。在大麦麦芽协定糖化的初始阶段添加31.2 mU/g重组酶,麦汁的过滤速度提高了12.8%。以大麦麦芽阿拉伯木聚糖为底物,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶与木聚糖酶有较好的协同作用。     

玉米皮纤维发酵培养裂褶菌的转录组分析和重组α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的异源表达

玉米皮是玉米淀粉加工的副产物,玉米皮纤维降解酶的开发对提高玉米皮的利用价值有重要意义。通过测定玉米皮纤维为唯一碳源发酵培养裂褶菌的转录组,共获得23 656个Unigene,平均GC含量为0. 589 7。序列分析显示共有5个木聚糖酶基因,分别属于糖苷水解酶第10家族和第11家族;有6个α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,分别属于糖苷水解酶第43、51和62家族。克隆了糖苷水解酶62家族蛋白基因Sabf32,该蛋白编码序列全长975 bp,N端有21个氨基酸的信号肽序列;完成了Sabf32在毕赤酵母中的表达,并验证了Sabf32的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶催化活性,其最适温度为40℃,最适pH为4. 0,在pH 3. 5～5. 5和40℃下较稳定; Sabf32比酶活力为16. 18 U/mg,K_m和V_(max)分别为(3. 98±0. 32) mmol/L和(2. 59±0. 09)μmol/(min·mg)。     

蛹虫草产β-葡萄糖苷酶与α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活性分析及转化人参皂苷Rg1与Rc应用

通过鉴定筛选得到1株高产β-葡萄糖苷酶的长白山虫草属真菌蛹虫草。研究碳源、氮源及pH值对菌株产β-葡萄糖苷酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、虫草酸与生物量的影响规律,从而获得高产生物活性物质的培养条件,并对蛹虫草转化人参皂苷Rg1与Rc的路径与转化率进行了研究。采用紫外检测法测定β-葡萄糖苷酶与α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活力,超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法鉴定转化产物中人参皂苷的组成,利用高效液相色谱法测定虫草素含量及人参皂苷的转化率。结果表明：蛹虫草在碳源为纤维二糖、氮源为牛肉膏、pH 8、培养120 h条件下有较高β-葡萄糖苷酶活力（（74.70±0.09）U/mL）。在碳源为乳糖、氮源为蛋白胨、pH 4、培养72 h条件下有最高的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活力（（11.55±0.01）U/mL）。蛹虫草转化人参皂苷Rg1的路径为Rg1→Rh1和Rg1→F1,转化Rc路径为Rc→Rd→Rg3→CK和Rc→CMc。经过168 h的转化,人参皂苷Rg1转化率为54.9%,Rc转化率达到83.44%。本研究为提高药食两用真菌蛹虫草生物转化人参皂苷效率提供了理论基础,也为蛹虫草和人参食品、药...     

1-MCP处理对桃果实成熟软化及其α-阿拉伯呋喃糖苷酶活性和基因表达的影响

本研究以软溶质型桃果实‘雨花三号’和硬溶质型桃果实‘加纳岩’为材料,研究了1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对两种不同溶质型桃果实成熟软化过程中的基本生理变化及细胞壁多糖降解相关的重要酶α-阿拉伯呋喃糖苷酶的影响,为进一步研究核果类果实成熟软化机理提供理论依据。主要研究结果如下:1-MCP有效延缓了‘雨花三号’和‘加纳岩’桃果实硬度的下降,抑制了‘雨花三号’贮藏前8 d的乙烯释放,对‘加纳岩’乙烯释放的抑制主要表现在贮藏4 d后。1-MCP处理后对不同溶质型桃果实呼吸速率具有一定的抑制作用,但对‘雨花三号’的抑制表现在贮藏前10 d,而对‘加纳岩’的抑制表现在贮藏6 d后。1-MCP处理后α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因和酶活性受到抑制,对‘雨花三号’和‘加纳岩’桃果实贮藏6 d和12 d时酶活性的抑制率均达50%左右,果实软化延迟,进一步证明α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶作用于细胞壁的降解受乙烯调控。     

棘孢曲霉固态发酵α-L-鼠李糖苷酶调控机制及培养基优化

为了提高α-L-鼠李糖苷酶的发酵产量,利用高效液相色谱法检测α-L-鼠李糖苷酶活力,考察外加碳源葡萄糖、氮源及生长因子对棘孢曲霉JMUdb058固态发酵产α-L-鼠李糖苷酶的调控机制,并以之为依据优化培养基。研究结果表明,葡萄糖和淀粉对α-L-鼠李糖苷酶的产生具有代谢调节作用;外加氮源能大幅度提高α-L-鼠李糖苷酶的活力;相比用硫酸铵为氮源,用豆饼粉为氮源时,由于其中含有淀粉而导致酶合成量降低;磷酸氢二铵比其他铵盐和硝酸盐更能促进α-L-鼠李糖苷酶的合成。添加富含氨基酸的生长因子有利于α-L-鼠李糖苷酶的合成。棘孢曲霉JMUdb058发酵产α-L-鼠李糖苷酶优化后的培养基是:柚皮5 g,磷酸氢二铵0.5 g,酵母浸膏0.075 g,水5 m L,此时α-L-鼠李糖苷酶活力达到10.60 IU/gds,比初始培养基的酶活力提高了84.67%,比其他文献报道的最高酶产量提高了1.5倍。优化后的培养基大幅度提高了棘孢曲霉固态发酵α-L-鼠李糖苷酶的活力,为该酶的发酵生产及开发利用提供了技术参考。     

黑曲霉菌丝体活力对α-L-鼠李糖苷酶发酵的影响

α-L-鼠李糖苷酶是工业上一种重要的水解酶。为了方便地优化和监控α-L-鼠李糖苷酶的发酵生产过程,在5 L发酵罐水平研究黑曲霉菌丝体活力与α-L-鼠李糖苷酶产量之间的关系,菌丝体活力采用TTC-脱氢酶法进行测定。实验结果表明,在发酵过程中维持适宜的菌丝体活力对α-L-鼠李糖苷酶的产量非常重要:当摇瓶种子菌丝体活力达到最大值0.388 U/mL时,对应的5 L发酵罐中α-L-鼠李糖苷酶的产量最大;控制发酵过程的pH恒定于5.5,可以有效延缓菌丝体活力下降速度,使α-L-鼠李糖苷酶的产量提高28.7%;当搅拌转速低于400r/min或通气量低于0.3 vvm时,发酵24～36 h的菌丝体活力大幅下降,α-L-鼠李糖苷酶的产量显著降低。因此,可以将菌丝体活力作为α-L-鼠李糖苷酶发酵工艺优化和生产过程控制中一项重要的监控参数。     

葡萄酒酿造乳酸菌的分离鉴定及糖苷酶活分析

从自然发酵葡萄酒中分离出1株乳酸菌,通过形态观察和分子生物学鉴定,评价乳酸菌的α-L-阿拉伯糖苷酶活、α-L-鼠李糖苷酶活性和β-D-葡萄糖苷酶活性。结果显示,分离菌株为短乳杆菌,其具有α-L-阿拉伯糖苷酶活性、α-L-鼠李糖苷酶活性和β-D-葡萄糖苷酶活性,且在生长平台期酶活较高,主要存在于菌株胞内和完整的细胞中。不同碳源对菌株的上述3种酶活的影响也不同,与葡萄糖为碳源相比,纤维二糖、熊果苷对菌株β-D-葡萄糖苷酶活有一定的促进作用,而对α-L-阿拉伯糖苷酶活有一定的抑制作用;熊果苷对菌株α-L-鼠李糖苷酶活有促进作用,而纤维二糖对菌株α-L-鼠李糖苷酶活有抑制作用。本研究结果为开发新的葡萄酒酿造乳酸菌株及提高葡萄酒品质提供了理论参考。     

碳源及阻遏蛋白CreA对黑曲霉产α-L-鼠李糖苷酶的影响

【目的】研究碳源对黑曲霉JMU-TS528发酵α-L-鼠李糖苷酶的影响,并探讨葡萄糖阻遏黑曲霉合成α-L-鼠李糖苷酶的分子机制。【方法】分别用5种单一碳源进行摇瓶发酵,高效液相色谱法测定经黑曲霉发酵后产物中的α-L-鼠李糖苷酶活性;通过在培养基中添加葡萄糖进行液态发酵,研究葡萄糖对黑曲霉JMU-TS528产α-L-鼠李糖苷酶的影响,并用实时定量PCR技术检测α-L-鼠李糖苷酶基因rha和葡萄糖抑制基因Cre A的相对表达量。【结果】黑曲霉JMU-TS528在以柚皮苷、橘皮苷、芸香苷和鼠李糖为唯一碳源时可分泌α-L-鼠李糖苷酶,以葡萄糖为唯一碳源时不能合成α-L-鼠李糖苷酶;培养基中添加葡萄糖后,黑曲霉发酵产物中α-L-鼠李糖苷酶活性降低,黑曲霉α-L-鼠李糖苷酶基因rha表达量降低,而葡萄糖抑制基因Cre A表达量上升。【结论】黑曲霉JMU-TS528菌株液态发酵条件下合成α-L-鼠李糖苷酶需要诱导物作为碳源,该菌株合成α-L-鼠李糖苷酶的能力受到葡萄糖的调节作用,此调控过程可能通过一个依赖阻遏蛋白Cre A的机制实现。     

高产糖苷酶非酿酒酵母菌株筛选、鉴定及其发酵过程中酶活性变化

为探究发酵过程中本土非酿酒酵母菌株的发酵能力和糖苷酶活性,利用WL培养基、七叶苷培养基从宁夏贺兰山东麓产区自然发酵的葡萄汁中初步分选非酿酒酵母菌株;通过对硝基苯酚法测定β-D-葡萄糖苷酶、β-D-木糖苷酶、α-L-鼠李糖苷酶和α-L-阿拉伯糖苷酶活性,比较筛选高产糖苷酶菌株;并在模拟葡萄汁发酵过程中动态监测菌株的生长动力学和糖苷酶活性。结果表明：经26S rDNA的D1/D2区鉴定为Hanseniaspora opuntiae、Metschnikowia pulcherrima、3 株Hanseniaspora uvarum、Torulaspora delbrueckii共6 株非酿酒酵母菌株具有较高的糖苷酶活性,且不同菌株间表现出一定差异性。在发酵过程中,T. delbrueckii表现出较好的发酵能力和最大的糖苷酶累积活性（94.10～127.70 mU/mL）,是对照菌株的1.96～2.30 倍;供试菌株M. pulcherrima具有较高的α-L-鼠李糖苷酶和α-L-阿拉伯糖苷酶活性;H. opuntiae和H. uvarum-3表现出高水平β-D-木糖苷酶和α-L-阿拉伯糖苷酶活性。本研究优选的本土非酿酒酵母具有较高的糖苷酶活性,具有葡萄酒增香酿造的应用潜力。     

聚乙烯醇和海藻酸钠固定化柚苷酶的制备及其性质

以聚乙烯醇、海藻酸钠为载体,固定化柚苷酶;以戊二醛为交联剂,考察固定化工艺条件对酶活的影响,研究固定化酶的部分酶学性质。用高效液相色谱法分析柚苷酶的α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活力,结果表明:最佳载体组合为11%聚乙烯醇与0.5%海藻酸钠;当缓冲液p H 4、戊二醛含量1%、交联时间0.5 h、吸附时间3 h、加酶量141 U/m L、硼酸4%、Ca Cl21%时,固定化酶活力达到最大值。柚苷酶固定化后,α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活力的最适温度提高5℃,最佳活性p H值提高1.0,p H稳定性基本不变,温度稳定性下降5℃。α-L-鼠李糖苷酶、柚苷酶的米氏常数(Km)固定化后都增大;α-L-鼠李糖苷酶的最大反应初速度(Vmax)经固定化后减小,柚苷酶的Vmax增大。将固定化柚苷酶重复使用7次后,它的α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶残余活力分别保持71%与80%。     

塔宾曲霉固态发酵产物中α-L-鼠李糖苷酶的分离纯化及酶学性质分析

α-L-鼠李糖苷酶是一种在食品、药品中有重要用途的糖苷酶,但其结构与功能关系尚不明确,限制了优良酶制剂的设计。本文通过硫酸铵分级沉淀、疏水层析和亲和层析从塔宾曲霉固态发酵柚皮产物中分离纯化得到了一种α-L-鼠李糖苷酶,纯化倍数和比活力分别为34和21105 IU/mg,SDS-PAGE测得该酶的分子质量为120 ku;纯化得到的α-L-鼠李糖苷酶最适反应p H为4.0,最适反应温度为50℃,p H稳定性和热稳定性好;Fe~(2+)对酶活有促进作用,Mn~(2+)、Ca~(2+)、Cd~(2+)对酶有抑制作用;该酶可水解柚皮苷,但对芸香苷和对硝基苯酚鼠李糖的转化率较低,不水解杨梅苷和柴胡皂苷C。以上结果表明纯化得到的α-L-鼠李糖苷酶在金属离子影响特性、底物特异性方面具有新颖性,丰富了α-L-鼠李糖苷酶的结构与功能关系研究素材。     

甘肃河西走廊葡萄酒产区高产糖苷酶非酿酒酵母菌株筛选及其酿酒适应性分析

为筛选高产糖苷酶的本土非酿酒酵母菌株，以甘肃河西走廊葡萄酒各子产区主栽酿酒葡萄为原料，在自然酒精发酵过程中分离得到912株酵母菌；采用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase, β-Glu)菌株初步筛选，通过对硝基苯酚(p-nitrophenol,p-NP)法分别定量测定初筛菌株的β-Glu、α-L-阿拉伯糖苷酶(α-L-arabinofuranosidase, α-L-Ara)、α-L-鼠李糖苷酶(α-L-rhamnosidase, α-L-Rha)、β-D-木糖苷酶(β-D-xylosidase, β-Xyl)活力，并对优选菌株进行葡萄酒酿造条件适应性分析。结果表明，HX-1、HX-2、HX-3和HX-4具有较高的糖苷酶活力，经WL培养基形态特征及26S rDNA D1/D2区域序列分析鉴定，HX-1和HX-3为葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum),HX-2和HX-4为美极梅奇酵母(Metschnikowia pulcherrima)。各糖苷酶的最适pH值为5.0～6.0,最适温度为40～50℃,高乙醇、高SO₂和...     

微环境气调对冰温贮藏蓝莓货架期果实软化的影响

为了探究微环境气调对冰温贮藏后货架期间蓝莓果实软化的调控作用,以莱克西蓝莓为实验材料,采后将其装入微环境气调箱中,并放入1-甲基环丙烯保鲜包,冷链物流车运至冰温库(-0.5℃±0.3℃)贮藏30d后进行商品化分装,置于冰箱(7℃±1℃)中存放,定期测定果实的硬度、细胞壁多糖含量、细胞壁降解酶活性并研究蓝莓硬度与细胞壁代谢指数的相关性。结果表明:微环境气调处理使蓝莓在货架后期维持着较高的纤维素、半纤维素和原果胶含量,延缓了可溶性果胶含量的上升,同时抑制多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶和纤维素酶活性,延迟β-半乳糖苷酶活性峰出现时间,进而延缓果实硬度的下降。聚类和相关性分析表明:纤维素、半纤维素、原果胶聚为Ⅰ簇,与蓝莓硬度相关系数为0.580、0.663、0.645,呈极显著正相关,而可溶性果胶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、纤维素酶和β-半乳糖苷酶聚为Ⅱ簇,与蓝莓硬度呈负相关。微环境气调结合冰温贮藏能够延缓蓝莓货架期间果实的软化,研究旨在为蓝莓货架期间硬度保持机制提供理论依据。     

糖苷酶及其改造策略研究概况

糖苷酶作为水解酶家族一员,其性质和功能是近年研究热点。该文主要阐述α-甘露糖苷酶、阿拉伯糖苷酶、β-木糖苷酶、β-D-葡萄糖醛酸苷酶、日本曲霉产β-呋喃果糖苷酶、壳三糖苷酶、耐高温β-甘露糖苷酶及硫代糖苷酶八种常见糖苷酶及其基本性质;并综述近年对糖苷酶改造、糖基化合物生物改性及糖苷酶作用机理研究方法。     

1-甲基环丙烯对桃果实成熟软化调控的影响

以“雨花三号”桃果实为试材，研究了1-甲基环丙烯（1-MCP）处理后对桃果实乙烯生物合成途径和细胞壁降解相美酶的影响。结果表明：1-MCP处理能够延缓果实后熟软化进程，降低了桃果实乙烯释放量，并抑制了果实快速软化阶段的ACC氧化酶（ACO）的活性；对多聚半乳糖醛酸酶（PG）和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-AF）活性均表现一定的抑制作用。     

α-L-鼠李糖苷酶以催化活性包涵体形式异源表达及其酶学性质

从解肝磷脂土地杆菌（Pedobacter heparinus）基因组DNA扩增获得两个α-L-鼠李糖苷酶基因PhRha78E和PhRha78G,构建于表达载体pET-28a;将重组表达质粒转入大肠杆菌BL21（DE3）进行异源表达,PhRha78E和PhRha78G以不溶性包涵体形式大量表达于沉淀中,每克菌体可分别获得0.42?g和0.39?g含目的酶包涵体的沉淀。酶活实验显示二者的不溶性包涵体具有催化活性,可以催化水解底物对硝基苯酚-α-L-吡喃鼠李糖苷（p-nitrophenol-α-L-rhamnopyranoside,PNPR）,表明二者在大肠杆菌中以催化活性包涵体形式异源表达。PhRha78E和PhRha78G的最适反应pH值相近,分别为6.5和7.0,PhRha78E在酸性pH?4.8仍能保持62%酶活力,而PhRha78G在碱性pH?8.6依然保持72%酶活力;PhRha78E和PhRha78G的最适反应温度却相差很大,分别为60?℃和40?℃,PhRha78E在高温70?℃条件下仍能保持69%酶活力,而PhRha78G在低温20?℃条件下仍有43%酶活力;动力学常数kcat分别为0.18?s－1和0.12?s－1,Km分别为0.55?mmol/L和0.40?mmol/L。本研究揭示新型α-L-鼠李糖苷酶PhRha78E和PhRha78G在大肠杆菌中以催化活性包涵体形式异源表达,蛋白表达量大,二者酶学性质差异较大,可应用于不同的生物催化领域,并丰富了现有α-L-鼠李糖苷酶资源库。     

极耐热性阿拉伯糖苷酶在木糖制备中的应用

阿拉伯糖苷酶作为木聚糖降解的限速酶之一,在植物残体的生物转化、食品加工、饲料工业以及纸浆漂白中具有广泛的应用潜力。实验中选择pET—28a作为表达载体,优化核糖体结合位点RBS与起始密码子ATG间距离,使来自海栖热袍菌(Thermotoga maritima)极耐热性阿拉伯糖苷酶得到高效表达,重组酶蛋白经一步热处理后纯度达到90%以上;木聚糖酶解试验结果表明,阿拉伯糖苷酶和木聚糖酶间存在协同作用;阿拉伯糖苷酶与木聚糖酶和β-木糖苷酶联合水解木聚糖能明显提高酶解产物中木糖含量,因此,开发极耐热性阿拉伯糖苷酶在酶法制备木糖中的应用具有重要的经济效益和社会效益。     

产α-L-鼠李糖苷酶细菌Bacillus velezensis的筛选及酶学性质研究

L-鼠李糖苷酶广泛应用于食品加工、医药及医药前体的制备。研究从海洋样品中筛选产α-L-鼠李糖苷酶的细菌,对菌株进行鉴定,并对α-L-鼠李糖苷酶粗酶性质进行测定。通过透明圈平板筛选法从海州湾海域海泥样品中筛选获得一株产α-L-鼠李糖苷酶的细菌菌株DTC03。通过形态学特征、生理生化特性,以及16SrDNA序列的扩增与分析,将菌株DTC03鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。对菌株DTC03α-L-鼠李糖苷酶粗酶液酶学性质进行测定,该酶最适催化温度和pH分别为40℃和pH7.0;在50℃范围内保持1h后,剩余酶活力高于50%;在pH6.0～8.0的缓冲液放置12h后,仍有60%以上酶活。金属离子Ba~(2+)和Al~(3+)对酶有显著激活作用,而Ni~(2+)、Cu~(2+)和Cd~(2+)对酶有显著抑制作用。目前尚未见Bacillus velezensis产α-L-鼠李糖苷酶的报道,研究结果为该酶的进一步研究奠定实验基础。     

玉米皮纤维发酵裂褶菌的产酶分析及木聚糖酶基因克隆、表达和酶学性质测定

以玉米皮为唯一碳源培养裂褶菌,分别测定发酵液中半纤维素酶活性,结果显示木聚糖酶酶活为7.45U/mL、乙酰木聚糖酯酶酶活为3.41 U/mL、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶和α-葡萄糖醛酸苷酶活相对较低,分别为0.44 U/mL和0.074 U/mL。根据酶活测定结果克隆了裂褶菌的木聚糖酶基因Xyn22,完成了该基因在大肠杆菌中的表达、重组蛋白纯化和性质研究。Xyn22的最适反应温度为40℃,当反应温度在45℃时其相对酶活在80%以上。Xyn22的最适pH为5.0,在4.5~6.5的范围内酶活均在80%左右。Xyn22在pH 3.0~10.5范围内较稳定,酶活保持在80%左右。Mg~(2+)、Ba~(2+)、EDTA和Hg~(2+)对酶活有很大的抑制作用,Hg~(2+)可以使Xyn22几乎完全失活。     

米曲霉β-呋喃果糖苷酶基因克隆及生物信息学分析

β-呋喃果糖苷酶水解蔗糖和低聚果糖,酶法生产高纯度低聚果糖,必须抑制或消除β-呋喃果糖苷酶的水解活性.本研究以工业生产低聚果糖的米曲霉菌株GX0015为研究材料,采用RT-PCR技术,克隆获得β-呋喃果糖苷酶基因(GenBank登录号:EU130944).利用生物信息学手段对β-呋喃果糖苷酶基因进行分析得知:该酶为456个氨基酸组成的亲水性膜外蛋白;功能域分析结果显示:该酶从第52个至第456个氨基酸残基之间序列属于糖苷酶32家族特征序列,并具有糖苷酶32家族酶活性中心的(N/G)DP(C/N)G和RDP保守序列;米曲霉β-呋喃果糖苷酶在进化树上的位置处于酵母菌的转化酶和细菌的六磷酸蔗糖水解酶之间.