重组大肠杆菌BL21（DE3）-pET28a（＋）-bgl诱导表达β-葡聚糖酶的条件优化

研究自行构建的产β-葡聚糖酶的工程菌E.coli BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl在LB培养基中的生长特性,考察种子液的菌龄、培养基起始pH、接种量及诱导起始时发酵液菌浓度等对β-葡聚糖酶产生水平的影响;通过正交试验确定诱导剂IPTG及乳糖添加量、诱导温度及诱导剂作用时间.结果表明:培养基起始pH 7.0,对数生长中期的种子液(OD600为0.35)以接种量(体积分数)10%接入摇瓶发酵培养,37 ℃,200 r/min培养约3 h,菌液OD值达到1.0左右,添加终浓度分别为0.033 6 mmol/L的IPTG及10 mmol/L乳糖,24℃诱导6 h,发酵液清液中酶活达到最高(336.33 U/mL),菌体生长量为1.12 g/L,发酵液中总酶活达到459.32 U/mL,是原始菌株在相同条件下所产酶活的6.62倍.采用优化培养条件及诱导剂作用条件,重组菌在TB培养基中酶活水平进一步提高,诱导剂作用10 h,发酵清液中酶活为1 090.31 U/mL,总酶活1 570.83 U/mL,是原始菌在该条件下酶活的19.73倍,显示出重组菌具有广阔的工业化应用前景.     

重组蔗糖异构酶的制备及应用条件优化

对重组菌株E.coli BL21(DE3)/p ET-24a-pal I摇瓶发酵产酶进行研究,探讨了3 L发酵罐中不同乳糖诱导浓度对菌体高密度发酵产酶的影响。结果表明,摇瓶发酵得到胞外上清酶活253.1 U/m L,3 L发酵罐高密度发酵时,在0.4 g/(L·h)乳糖诱导浓度下,发酵上清酶活可达到最大值654 U/m L。对重组蔗糖异构酶转化蔗糖生成异麦芽酮糖的酶转化条件进行了优化,结果表明,当底物浓度为400 g/L,反应初始p H 6.5,温度30℃,加酶量20 U/g蔗糖,转化时间8 h,异麦芽酮糖可以达到最大转化率87.9%。     

乳糖诱导纤维二糖差向异构酶的表达及热处理纯化

以Caldicellulosiruptor saccharolyticus纤维二糖差向异构酶(Cs CE)高效表达菌株E.coli BL21(DE3)为表达载体,研究乳糖替代异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导Cs CE表达的效果。结果表明,在菌体培养至OD600=0.6时加入终浓度为10 g/L的乳糖,25℃下诱导20 h,最终发酵液中Cs CE酶活达801 U/L,较最优条件下IPTG诱导的酶活力提高1.4倍,粗酶液的比酶活提高37%。然后,根据Cs CE的热稳定性,采用热处理工艺对粗酶液进行纯化。经70℃、2 h热处理,绝大部分的杂蛋白变性沉淀,粗酶液中可溶性蛋白浓度降低85.9%,比酶活由0.89 U/mg提高到5.46 U/mg,纯化倍数达到6.14倍,酶活回收率为86.6%。乳糖诱导Cs CE的高效表达结合热处理的初步纯化工艺,为Cs CE的工业化生产提供有益的借鉴。     

重组果聚糖蔗糖酶的发酵优化及应用

为了研究不同条件下重组短小芽孢杆菌产果聚糖蔗糖酶的最适条件以及利用重组酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖的最适转化条件。以前期构建的产果聚糖蔗糖酶重组短小芽孢杆菌Brevibacillus brevis/pNCMO2-lsc作为菌种,通过单因素试验以及正交试验确定其最适产酶的发酵培养基为:葡萄糖20 g/L、氮源(工业酵母粉∶棉籽粉=2∶1,质量比)为40 g/L、CaCl_20.5 mmol/L,最适产酶温度30℃。在最优条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶的酶活可达62.1 U/mL,是优化前的3.69倍。利用该重组果聚糖蔗糖酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖,在蔗糖和乳糖质量浓度均为200 g/L情况下,确定其最适转化条件:反应温度35℃,pH 6.0,加酶量为2 U/g底物,反应8 h后低聚乳果糖转化率可达39.1%。     

乳糖诱导基因工程菌产β-葡聚糖酶及其酶学特性的研究

考察了乳糖替代IPTG诱导重组大肠杆菌产β-葡聚糖酶的可行性,分别对乳糖作为诱导剂时的终浓度、诱导时机、诱导时间和温度等方面进行了研究。结果表明,工程菌培养6h（OD600达到0.7左右）后,加入终浓度为10mmol/L的α-乳糖,升温至41℃,诱导6h,酶活可达到830.7U/mL。与IPTG相比,酶活提高2倍左右,发酵周期缩短70%。该酶pH稳定范围较宽,热稳定性良好,在生理温度（70℃左右）下活性高,说明乳糖可以作为基因工程菌的高效诱导剂。     

重组β-半乳糖苷酶的制备及转化条件优化

以前期构建的产Bacilluscirculansβ-半乳糖苷酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET-20b-lac为菌种,进行摇瓶发酵诱导培养,培养24 h胞外上清酶活达15 U/mL。利用制备的β-半乳糖苷酶粗酶液进行酶转化实验。优化了酶转化条件,考查了初始pH、反应温度、乳糖质量浓度、加酶量和反应时间等因素对低聚半乳糖产率的影响。确定最优转化条件为:初始pH 6.5、反应温度55℃,起始乳糖质量浓度为700 g/L,加酶量为8 U/mL。在此条件下反应16 h,低聚半乳糖转化率可达57%。     

IPTG与乳糖联合诱导重组大肠杆菌右旋糖酐蔗糖酶表达

研究异丙基硫代-β-D-呋喃半乳糖苷（isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG）与乳糖联合诱导重组大肠杆菌右旋糖酐蔗糖酶表达的效果。在利用IPTG和乳糖分别作为诱导剂对右旋糖酐蔗糖酶工程菌Escherichia coliBL21（DE3）/pET28-dexYG进行诱导表达的基础上,尝试将此两种诱导剂联合使用,在降低成本的同时获得较好的表达效果。在获得最佳培养基的基础上,考察菌体IPTG与乳糖的联合加入量、菌体浓度、诱导时间对右旋糖酐蔗糖酶表达的影响。在菌浓（OD600 nm）达到3.0时,加入0.1 mmol/L IPTG 95 μL＋2.5 g/L乳糖,25 ℃混合诱导培养4 h,酶活力最高,达到40.44 U/mL。IPTG与乳糖联合诱导重组大肠杆菌右旋糖酐蔗糖酶表达可行。     

热稳定性过氧化氢酶工程菌株发酵条件的研究

重组大肠杆菌UM2 1携带来自嗜热脂肪芽孢杆菌过氧化氢酶的基因 ,在以IPTG作为诱导物时 ,在IPTG浓度为 0 75mmol/L、起始 pH6 5、装液量 5 0mL/2 5 0mL三角瓶的条件下 3 7℃诱导 3h ,酶的表达水平最佳 ;在以乳糖作为诱导物时 ,在乳糖质量浓度为 10 g/L、起始 pH7 5、装液量 5 0mL/2 5 0mL三角瓶的条件下 ,3 7℃诱导 5h ,酶的活力最高。乙酸的存在能够抑制酶的表达。工程菌在最适条件下酶活力可达 3 0 0 0 0～ 3 5 0 0 0U/L以上 ,约是原始菌株嗜热脂肪芽孢杆菌的 10倍。工程菌在无选择压力的条件下连续传代 60代 ,基本保持稳定 ,连续传代 10 0代 ,仍有 80 %左右的菌株携带重组质粒。     

生物转化法应用重组谷氨酰转肽酶合成L-茶氨酸

构建了一个高效表达大肠杆菌来源的GGT重组质粒pET28a-GGT并转化E.coli BL21 (DE3),工程菌株经0.2mmol/L IPTG,20℃诱导表达8h,粗酶液的酶活达到1.5U/mL,大约是出发菌株E.coli K-12的26倍.工程菌粗酶液以267mmol/L L-谷氨酰胺和2.0mol/L乙胺作底物,37℃、pH10.0条件下反应4h,L-茶氨酸的生成量达到26.9g/L,L-谷氨酰胺的转化率为57.8%.     

乳糖诱导极耐高温木聚糖酶基因B在大肠杆菌中的表达

以融合极耐高温木聚糖酶基因B(XynB)的大肠杆菌(E coli)BL2 1(DE3)为研究对象,研究了以IPTG和乳糖作为诱导剂时重组目的产物的诱导表达规律。在摇瓶发酵条件下研究了诱导剂浓度、诱导时机、诱导培养时间、诱导培养温度及初始pH对目标蛋白表达的影响。实验结果表明,IPTG诱导时酶活力达到16 18U/ 10 0mL。乳糖诱导的最优发酵条件为:初始培养基pH 7 0 ,当OD60 0 为2 5时加入0 5 %的乳糖,在37℃条件下诱导培养10h ,收获时OD60 0 达3 5 5 ,酶活力为2 5 91U/ 10 0mL。     

乳糖诱导葡萄球菌肠毒素A基因在大肠杆菌中的表达

以乳糖作为诱导剂代替传统方法中的IPTG,分别从菌龄、诱导剂浓度、诱导时间及诱导剂的添加方式等方面,对乳糖诱导金黄色葡萄球菌肠毒素A(staphylococcal enterotoxins A,SEA)基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达进行了研究。结果表明,重组大肠杆菌表达SEA的优化条件为:在对数生长期(OD600约为0.6),一次性添加终浓度为0.5 mmol/L的乳糖诱导6 h。目标蛋白的表达量占菌体总蛋白质的36.9%,略低于以IPTG为诱导剂时38.1%的表达量。乳糖价格仅为IPTG的1%左右,因此,在SEA的大规模制备中,使用乳糖作为诱导剂可以大大节约成本。     

固定化细胞生物催化合成异麦芽酮糖

采用海藻酸钠固定化大黄欧文氏菌细胞生物催化蔗糖合成异麦芽酮糖,考察了固定化条件对转化过程的影响,确定了固定化优化条件为:海藻酸钠浓度为2%,细胞包埋量为20%,CaCl_2浓度为2%,固定化时间为12 h;利用该条件下的固定化菌体细胞催化初始浓度为550 g/L的蔗糖溶液,异麦芽酮糖平均转化率在80%以上,半衰期为40 d。     

海藻德合酶基因工程菌诱导表达条件的研究

实验将构建后的重组质粒pET21TreS转入大肠杆菌Rosetta gami(DE3)中,得到海藻糖合酶基因工程菌,并通过对培养时间、温度及诱导剂浓度等条件的优化,对其进行诱导表达,得到了该基因工程菌诱导表达的最适条件:发酵培养至菌体浓度(OD_(600))至0.6～0.8时,以1mmol/L浓度的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTC),37℃,诱导2h后得到的蛋白表达量较高.     

蔗糖异构酶在异麦芽酮糖生产中的研究进展

异麦芽酮糖是一种多功能的新型甜味剂,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,在医药、食品等行业中具有广阔的应用前景。蔗糖异构酶（sucrose isomerase,SIase）是生物转化生产异麦芽酮糖最有效的生物酶制剂。作者简要论述了异麦芽酮糖的生理特性及其在生产中现存的问题,详细阐述了SIase的来源、三维结构、催化机制、高效酶分子理性改造及其异源高效表达等。随后介绍了细胞及酶固定化在异麦芽酮糖生产中的广泛应用,并展望了蔗糖异构酶在生产异麦芽酮糖中的应用。     

D-乳糖醇代替异丙基-β-D-巯基半乳糖苷对重组蛋白诱导表达的影响

目的:用D-乳糖醇代替异丙基-β-D-巯基半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)作为诱导剂,诱导重组葡萄糖苷酶的表达。方法:首先通过单因素试验探讨D-乳糖醇浓度、诱导时间及诱导温度对重组葡萄糖苷酶表达的影响,从而确定最佳影响因素的水平值,然后在单因素试验的基础上采用三因素三水平的响应面法对重组葡萄糖苷酶表达进行优化分析,依据回归分析方法确定最佳诱导工艺条件。结果:最佳诱导工艺条件为D-乳糖醇的诱导终浓度1.0 mmol/L、诱导时间7.0 h、诱导温度34℃。结论:D-乳糖醇可以代替IPTG作为一种高效的lac及其衍生物的启动子基因工程重组蛋白的理想诱导剂。     

产脂肪酶重组菌SRI-01随机突变及诱导表达条件的研究

采用大引物全质粒法（MEGAWHOP）随机突变,快速有效地对研究室前期构建的一株脂肪酶重组菌株SRI-01进行分子改造,通过对易错聚合酶链反应（ep-PCR）获得的2 300个突变株进行96孔板高通量筛选,得到一株优良突变株SRM08。通过单因素试验,优化诱导前的菌体生物量、诱导剂异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）的浓度、CaCl2的浓度、诱导温度。通过比较3种不同破碎缓冲液浓度和缓冲液pH对脂肪酶活力的影响,选择最优的破碎缓冲液。确定突变株SRM08最佳诱导表达条件为菌液生物量OD600 nm值为0.7,IPTG的浓度为0.1 mmol/L,CaCl2浓度为4 mmol/L,诱导温度为25 ℃,采用5 mmol/L磷酸钠缓冲液为破碎缓冲液,pH值为7.0。在此优化条件下,脂肪酶活达到88 508 U/L,为原重组菌株SRI-01的2.84倍。     

重组麦芽糖转葡萄糖基酶工程菌发酵条件的优化

对重组麦芽糖转葡萄糖基酶工程菌的发酵条件进行优化,通过单因素试验确定该菌株产麦芽糖转葡萄糖基酶的最佳发酵培养基为：糖蜜0.025g/mL、胰蛋白胨0.015g/mL、MgSO4 ·7H2O与K2HPO4的质量为7:1、FeSO4 ·7H2O 0.5g/L;以葡萄糖氧化酶法为指标测得最佳摇瓶发酵条件为：装液量100mL/250mL、转速200r/min、接种量5%、初始pH 7.0、最佳温度37℃、诱导阶段OD600nm=0.6、诱导温度30℃、诱导时间5h、诱导剂异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)浓度1mmol/L。经优化,重组麦芽糖转葡萄糖基酶的酶活力可达950U/mL,比初始条件下提高了近7倍。