重组胶原酶Bacillus cereus ColM13的酶学及结构特性分析

以前期成功构建出降解胶原蛋白的工程菌pET30a-ColM13/BL21为出发菌,对工程菌表达纯化出的重组胶原酶(ColM13)的酶学性质进行分析。通过研究温度、pH、抑制剂对其的影响,得出ColM13的最适反应温度为50℃,最适反应pH为8.0;在20~55℃和pH6.0~9.0范围内有良好的稳定性;金属蛋白酶抑制剂乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylenebis(oxyethylenenitrilo tetraacetic acid,EGTA)对ColM13有显著的抑制作用。采用紫外光谱(ultraviolet and visible spectrum,UV)、差示量热扫描(differential scanning calorimeter,DSC)、荧光光谱(FS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对骨胶原蛋白及其酶解产物进行结构特性分析,分析可知酶解作用使骨胶原蛋白的三股螺旋结构遭到破坏,释放出大量的游离氨基酸。酶解后胶原蛋白的肽链上-NH_2~+-相互排斥减弱,疏水氨基酸残基作用增强,具有更高的热稳定性。与B.cereus MBL13-U分离纯化出的胶原酶(BSC)相比,ColM13处理的胶原蛋白的降解效果更明显。     

糖基化卵白蛋白肽的制备工艺优化及特性与结构分析

为改善鸡蛋清蛋白的加工特性,该文以卵白蛋白(ovalbumin,OVA)为研究对象,考察酶法与糖基化相结合的协同改性对其特性和结构的影响。以接枝度为指标,采用响应面法对OVA肽糖基化的工艺条件进行优化,并对改性前后OVA的功能特性和结构进行研究。结果表明,OVA肽糖基化的最佳工艺条件为pH 9、蛋白质量浓度8 g/100mL、OVA肽∶糖(质量比)为1∶1.5、反应时间4.5 h、反应温度65℃,在此条件下,糖基化接枝度为(35.67±0.74)%。协同改性后OVA的乳化活性指数较未改性OVA的提高了51.20 m~2/g,乳化稳定性提高了38.14%;起泡性和泡沫稳定性分别提高了121%,31.60%。SDS-PAGE结果表明,协同改性后OVA的分子质量由44.3 kDa变为45.0~97.2 kDa,傅里叶红外(FTIR)结果表明,协同改性后OVA的二级结构被破坏,葡聚糖连接到OVA肽上,部分红外吸收峰变强;扫描电镜(SEM)分析表明,协同改性后OVA的微观结构发生明显变化,由原来球状变成片状结构,排列更加紧密。     

蜡样芽孢杆菌胶原蛋白酶基因的异源表达与活性分析

研究采用降解骨胶原蛋白的蜡样芽孢杆菌MBL13-U作为原菌种,并对蜡样芽孢杆菌MBL13-U进行全基因组测序,克隆获得胶原蛋白酶(ColM13)基因。将目的基因与大肠杆菌的表达载体pET30a进行连接,转入大肠杆菌宿主菌株BL21,获得降解骨胶原蛋白的工程菌pET30a-ColM13/BL21。通过SDS-PAGE测定异源表达的重组蛋白酶ColM13的分子质量,并测定不同诱导时间和诱导浓度对ColM13酶活性的影响,最终确定重组蛋白酶ColM13的酶活最适条件:6‰异丙基硫代半乳糖苷(IPTG,100 mmol/L),37℃诱导6 h,优化后酶活力最高为64.99 U/mL,较优化前提高4.24倍。通过水解圈试验、紫外光谱和扫描电子显微镜等方式验证,表明工程菌构建成功,这为我国畜禽骨骼资源的深度开发和综合利用提供了新的研究思路。     

牛骨血管紧张素转化酶抑制肽发酵动力学及结构与特性分析

前期筛选蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus MBL13-U),结合嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus,St)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,Lp)混合发酵牛骨粉制备血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制肽,对其发酵动力学进行研究,采用Logistic和Luedeking-Piret等方程对发酵过程进行非线性拟合,建立发酵过程中菌体生长、产物生成、基质消耗动力学模型,拟合度均高于0.97。通过扫描电镜、紫外扫描、差示扫描量热仪对ACE抑制肽进行结构表征。结果表明,由于牛骨ACE抑制肽具有良好的吸湿性,其在扫描电镜下表面出现明显的沟壑痕迹;在222 nm波长处出现强吸收峰,符合胶原多肽的特征吸收;与牛骨胶原蛋白相比,其热变性温度升高,热稳定性较强。同时对其特性分析表明,牛骨ACE抑制肽具有较好的溶解性、较强的耐酸碱性,在0.9 mol/L以内的NaCl浓度条件下耐盐性较强,胃肠道酶对牛骨ACE抑制肽的影响较小。