微生物几丁质酶的研究进展及应用现状

几丁质酶（chitinase）是一类可催化几丁质水解为N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体或单体的糖苷水解酶,广泛存在于微生物（真菌、细菌、放线菌与病毒）及动植物中,因其特殊的生理功能而被广泛应用于生物防治、医学应用、废弃物处理及环境保护等领域。文章综述了微生物几丁质酶的来源与分类、发酵条件、酶学性质及应用领域,以期为几丁质酶的进一步开发应用提供理论指导。     

α-阿拉伯糖苷酶的酶动力学性质研究

对α-阿拉伯糖苷酶的酶动力学性质进行了研究,结果表明:α-阿拉伯糖苷酶最适温度65℃、最适pH4.2、酶反应时间4min。α-阿拉伯糖苷酶在pH3.8~4.6的中等酸度条件下稳定,α-阿拉伯糖苷酶的热稳定性较好。Zn2 、Mg2 、Ca2 、Fe3 等重金属离子以及pCMB对α-阿拉伯糖苷酶有抑制作用,EDTA对α-阿拉伯糖苷酶有激活作用。α-阿拉伯糖苷酶的最大反应速度Vmax为20.08μmol/min,米氏常数Km为14.06mmol/L。     

α-L-鼠李糖苷酶的研究进展

α-L-鼠李糖苷酶是一种水解酶,可以作用于α-1,2、α-1,3、α-1,4、α-1,6以及α1连接的糖苷键,广泛存在于自然界的细菌和真菌中。不同来源的α-L-鼠李糖苷酶的结构不同,其催化特性也不尽相同。α-L-鼠李糖苷酶在食品、医药、化学等行业都有广泛的应用。该文综述了α-L-鼠李糖苷酶的来源、分类、特性及应用等。     

微生物壳聚糖酶的研究进展

壳聚糖酶是一种催化壳聚糖降解为壳寡糖的糖苷水解酶。基于近年来国内外壳聚糖酶的研究成果,本文概述了壳聚糖酶的微生物来源、理化性质、分子特征及研究现状,并对今后的发展趋势进行展望。     

环氧化物水解酶的特性及其应用研究进展

微生物环氧化物水解酶来源广泛,立体选择性高,在手性环氧化物和手性二醇的合成中具有巨大的应用潜力.综述了环氧化物水解酶微生物来源、酶学性质、酶的结构与催化机理;着重介绍了近年来微生物来源环氧化物水解酶的分子改造及在手性化学品合成制备中的应用研究进展;指出了微生物来源环氧化物水解酶现阶段存在的问题并对未来发展方向进行了展望.     

生物合成α-半乳糖苷酶的研究进展

半乳糖苷酶是一种外切糖苷酶,可用于改善和消除饲料及豆制食品中的抗营养因子,良好的生物催化能力使其在食品、饲料和医药等领域显示出巨大潜力,但目前α-半乳糖苷酶的微生物发酵产量及活性并不高。该文在阐述α-半乳糖苷酶的催化机制的基础上,对α-半乳糖苷酶的微生物来源,产α-半乳糖苷酶菌株的发酵以及该酶的异源表达和分离纯化进行了综述,并对开发低成本、高活性和高产量的α-半乳糖苷酶生产工艺进行展望,以期显著提高α-半乳糖苷酶的生产水平,为后续对α-半乳糖苷酶的产业化研究奠定基础。     

食用菌产胞外纤维素半纤维素降解酶类的研究进展

我国是食用菌生产大国。食用菌可以分泌降解纤维素、半纤维素和木质素相关的酶,能够利用秸秆、木屑、棉籽壳等多种农业废弃物,具有广泛的应用前景。本文以食用菌所产的主要胞外水解酶类纤维素酶和木聚糖酶为研究对象,从其种类、发酵条件、理化性质和基因克隆等方面综述了食用菌产胞外水解酶的研究现状。     

酰胺酶催化机制研究进展

酰胺酶是一类主要作用于分子内C-N键,催化酰胺水解生成相应的羧酸和氨的水解酶,在自然界中广泛存在.根据酰胺酶氨基酸序列,可将其分为腈水解酶家族和酰胺酶标签家族两类.综述了近年来对上述两类酰胺酶结构和催化机制方面的研究进展,并着重阐述了数个不同来源酰胺酶的具体催化过程.腈水解酶家族成员的催化三联体为Cys-Lys-Glu,其催化过程比较一致,Cys主要负责亲核进攻,Glu作为广义碱参与催化反应,Lys则负责稳定过渡态.酰胺酶标签家族酰胺酶的催化三联体为Ser-cis Ser-Lys,但不同来源的酰胺酶之间的催化机理差异较大,依据Lys所扮演的角色可以将其催化机制分为广义酸催化和广义碱催化两种模式.     

α-淀粉酶的性质及应用

α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。对α-淀粉酶性质及其应用进行了相关综述。     

一种棘孢曲霉α-L-鼠李糖苷酶的结构及性质特征研究

α-L-鼠李糖苷酶是一种具有重要应用价值的诱导酶。目前,α-L-鼠李糖苷酶的结构与功能关系尚不明确。本文以柚皮苷为诱导物培养棘孢曲霉产α-L-鼠李糖苷酶,研究该酶的结构及酶学性质特征。经质谱分析该α-L-鼠李糖苷酶属于棘孢曲霉α-L-鼠李糖苷酶A。三维结构模拟发现该α-L-鼠李糖苷酶具有N端β-折叠结构域、C端β-折叠结构域、clan-L(alpha/alpha)(6)-桶状催化结构域以及具有Asp等九个完全保守氨基酸残基,说明该酶属于糖苷酶78家族成员。分子对接发现该酶通过酸碱催化的机制水解柚皮苷。该酶的最适温度50℃,最适pH 4.0,1 mM与10 mM的Ag+、Fe~(2+)及Fe~(3+)对该酶有较强的抑制作用;该酶可以水解柚皮苷、橙皮苷和杨梅苷,其水解柚皮苷的动力学符合典型的米氏方程,Km值为0.23 mM,Vmax为565.1 U/mg。以上结果丰富了α-L-鼠李糖苷酶的结构与功能关系的研究理论,为开发性质优良的α-L-鼠李糖苷酶提供了信息参考。     

双歧杆菌胆盐水解酶基因的重组表达、纯化与酶学性质

为了提高胆盐水解酶在大肠杆菌中的表达量,研究重组胆盐水解酶的酶学性质。利用大肠杆菌表达系统,对双歧杆菌来源的胆盐水解酶进行了表达。将PCR获得的胆盐水解酶基因克隆至表达载体p ET-22b(+),得到重组质粒p ET-22b(+)-bsh,并转化大肠杆菌BL21(DE3)。经发酵优化,重组菌在20℃、IPTG 1 mmol/L条件下诱导32 h可达最高酶活,对甘氨脱氧胆酸钠和牛磺酸脱氧胆酸钠的酶活分别为135.2 U/m L和121.3 U/m L。采用镍亲和层析柱对重组胆盐水解酶进行纯化,经SDS-PAGE分析,胆盐水解酶相对分子质量(Mr)为35.0×103。酶学性质研究表明,重组胆盐水解酶偏好水解甘氨结合胆盐,对甘氨胆酸钠的催化活性最高,达到220.1 U/mg。酶催化反应的动力学参数经Hill方程拟合,希尔系数大于1,表明底物与酶之间存在协同作用,且不同底物与重组胆盐水解酶之间存在不同的协同作用,表明重组胆盐水解酶属于变构酶。研究结果为其他来源胆盐水解酶在基因工程菌中的表达,和进一步研究胆盐水解酶的结构和催化反应机理提供了参考。     

多功能木聚糖水解酶的研究及其在食品领域的潜在应用

木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的异质多糖,具有合成高值化生物基产品的巨大潜力。在食品领域,木聚糖经高效酶解转化可产生低聚木糖、木糖醇、阿魏酸等功能性食品多糖。与多酶协同催化相比,兼具多种木聚糖水解酶活性的多功能酶具有生产成本低、催化效率高、酶解工艺简化等显著优势,具有广阔的应用前景。作者首先介绍了不同植物来源木聚糖的结构组成及主链与侧链降解酶系,进而系统综述了近年来多功能木聚糖水解酶在结构、功能及作用机理方面的研究进展及在食品领域中的应用潜力,最后展望了多功能木聚糖水解酶的研究方向,为多功能木聚糖水解酶的精准设计及产业化应用奠定基础。     

β-半乳糖苷酶的研究现状与进展

β-半乳糖苷酶是一种重要的食用生物催化剂,具有催化β-1,4糖苷键水解和转糖苷作用,并被广泛应用于乳糖水解及低聚半乳糖合成。作为糖苷水解酶家族的重要成员,β-半乳糖苷酶在理论与应用方面均积累了丰富的研究成果。作者从酶的家族分布、催化机制形成、分子结构分析及特殊酶学性质发掘等方面对β-半乳糖苷酶的研究现状进行综述,以期为β-半乳糖苷酶催化调控的深入探索与应用开发提供参考。     

酶催化水解对马铃薯淀粉结构的影响

颗粒状马铃薯淀粉经α-淀粉酶催化水解后,检测了水解清液中的还原糖含量,并应用SEM、X-射线衍射和热失重(TG)对产品进行了分析,结果表明,α-淀粉酶催化水解马铃薯淀粉时,其收率与酶的浓度和反应时间成反比,而溶液中糖含量与反应时间则成正比的关系;颗粒状马铃薯淀粉不易进行酶的催化水解反应,且α-淀粉酶只能腐蚀淀粉颗粒的表面,酶催化水解不能提高淀粉颗粒的结晶度;酶解时间较长时,产品的热稳定性降低.     

酶催化水解对玉米淀粉结构的影响研究

颗粒状玉米淀粉经α-淀粉酶催化水解后,应用SEM、X射线衍射和热失重(TG)对产品进行了分析.检测结果表明,α-淀粉酶催化水解玉米淀粉时,其收率与酶的浓度和反应时间成反比;颗粒状玉米淀粉发生酶催化水解时,α-淀粉酶首先使淀粉形成多孔状结构,并进一步使颗粒破裂,断裂的颗粒碎片上显示出淀粉颗粒内部具有层状的生长环结构;酶催化水解不能提高玉米淀粉颗粒的结晶度;酶解时间较长时,产品的热稳定性降低.     

嗜热酸性III型普鲁兰多糖水解酶TK-PUL保守基序中关键氨基酸残基对其催化性质的影响

对嗜热酸性III型普鲁兰水解酶TK-PUL保守基序中非保守氨基酸残基进行定点突变，通过比较TK-PUL与突变体的酶学性质，确定保守基序中关键氨基酸残基对其催化性质的影响。TK-PUL保守基序II中I500W位点变化不影响其最适反应pH值、pH值稳定性、最适反应温度、热稳定性，但使其α-淀粉酶活性和普鲁兰酶活性均明显降低。动力学常数测定结果显示，突变体I500W以麦芽三糖为底物的kcat/Km值基本不变，以异潘糖为底物的kcat/Km值约为TK-PUL的64.78%。结果表明，TK-PUL保守基序II中第500位氨基酸残基Ile对其水解糖苷键的偏好性起到重要作用。TK-PUL中I500W位点变化不影响其α-1,4-糖苷键水解活性，但使其α-1,6-糖苷键水解活性明显降低。本研究有助于深入理解TK-PUL的双功能催化机制，也可为TK-PUL的分子改造提供理论依据和设计思路。     

α-淀粉酶对面包品质的影响

α-淀粉酶是一种水解酶,与β-淀粉酶联合作用能迅速将淀粉水解成麦芽糖和少量的葡萄糖。麦芽粉中含有一定量的α-淀粉酶,当面粉中适量添加麦芽粉后能提高面粉中的α-淀粉酶的含量,制作面包时,能缩短面团发酵时间,增大面包的比容,延缓面包的老化,改善面包皮的色泽,从而可以缩短生产周期,延长商品的贺架期寿命,提高市场的竞争能力。     

柚苷酶的生产及其在食品工业中的研究进展

柚苷酶体系由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶组成,不同来源的柚苷酶性质不同,现在柑橘加工的主要产品柑橘汁的主要面临问题是蜜柚中的苦味物质,柚苷酶可以水解柚皮苷使果汁苦味减轻,是果汁脱苦的关键酶,但是目前国内关于柚苷酶方面的研究报道甚少,而且我国缺乏适合工业化生产的高产酶菌株,这就极大限制了应用,本文主要介绍柚苷酶的酶学性质、微生物生产方法以及在食品工业中的应用。     

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)。     

中国传统发酵食品来源典型小分子脂肪酸酯合成微生物及酶的研究进展

小分子脂肪酸酯类物质是具有芳香气味的一类重要挥发性风味成分,广泛存在于传统发酵食品中,对食品感官和风味具有重要影响。微生物源功能酶是小分子脂肪酸酯合成的重要媒介,传统发酵食品来源的微生物具有多样性,其所携带的催化小分子脂肪酸酯合成的功能酶同样呈现多态性。研究表明,具有小分子脂肪酸酯合成功能的微生物包括细菌、霉菌和酵母菌等,微生物源催化酯合成的酶主要来源于α/β水解酶家族,以脂肪酶、酯酶等为典型代表。微生物源功能酶为酯的合成提供了绿色途径,有助于小分子脂肪酸酯在食品领域的更好应用。同时,酯的酶法合成还促进了小分子脂肪酸酯在制药以及精细化学品等方面的应用。本文概述了传统发酵食品源小分子脂肪酸酯合成微生物及酶的多样性,以及微生物酶法小分子脂肪酸酯合成的研究现状和发展方向。