嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶基因的原核表达及酶学性质研究

从一株嗜热地衣芽孢杆菌SR01中克隆了β-葡聚糖酶的编码基因,并通过原核表达对重组酶的酶学性质进行了研究。结果显示,该酶编码基因ORF包含741bp,编码246个氨基酸,理论分子量为28.03ku,等电点为6.42。在温度30℃、浓度0.05mmol/L条件下IPTG诱导4h,重组蛋白得到显著表达。酶的最适反应温度、pH值分别为55℃、pH6.0~7.0;在温度40~90℃、pH5.0~10.0条件下具有良好的稳定性。Cu2+、Fe2+、Ca2+、Ba2+、Mn2+、EDTA对该酶有不同程度的抑制作用,K+、Na+对该酶起轻微的激活作用。该酶对体外模拟胃肠环境具有较好的耐受性,在模拟胃液中放置90min仍有80%左右的活性,胰液对该酶有一定的激活作用。     

嗜热放线菌海藻糖合成酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

海藻糖合成酶可将麦芽糖异构化为海藻糖,是海藻糖酶法生物转化的中心酶制剂。为了实现海藻糖合成酶在食品安全型表达宿主中高效生产,进而应用于食品级海藻糖的酶法合成,构建了革兰氏阳性菌重组表达质粒并转化入地衣芽孢杆菌。重组质粒携带了来自于嗜热放线菌Thermomonospora curvata海藻糖合成酶的编码基因,在地衣芽孢杆菌木糖异构酶启动子及其阻遏蛋白的介导下表达,胞内海藻糖合成酶发酵活力为12.1 U/m L。考察了不同培养条件对重组菌生长和产酶的影响,结果显示质量分数4%的麦芽糊精和质量分数0.4%的豆饼粉分别为产酶适宜的碳源和氮源;菌体培养10 h后加入终质量浓度为1 g/d L的诱导剂,于37℃诱导12 h后重组菌产酶最高达到23.7 U/m L。     

嗜热地衣芽孢杆菌植酸酶的原核表达及酶学性质研究

将地衣芽孢杆菌SR01（Bacillus licheniformis SR01）的植酸酶phy基因重组于表达载体p GEX-4T-3中,导入大肠杆菌BL21（Escherichia coli BL21）构建工程菌p GX1143,并得到了高效表达。对其酶学性质的研究表明:该酶最适反应p H为5.0,最适反应温度为55℃,具有广泛的p H稳定性和较好的热稳定性;Co²⁺)、Li⁺、Mg²⁺)和Ba²⁺对酶活性有促进作用,Cu²⁺、Pb²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、SDS对酶活性有不同程度的抑制作用,并且Pb²⁺、Fe²⁺和SDS对酶活性的抑制作用较强烈;此外,该酶还具有非常好的抗胰蛋白酶水解能力和部分抗胃蛋白酶水解的能力。      

嗜热脂肪芽孢杆菌对超高压的耐性初探

对嗜热脂肪芽孢杆菌Ａｓｌ．９９９进行了超高压杀菌实验，探讨压力、时间、基质对灭 效果的影响，并考察了热处理和抑菌剂地高压杀菌的协同作用效果。     

酸性普鲁兰酶基因在地衣芽孢杆菌中的表达

根据Genbank公布的来源于Bacillus deramificans的普鲁兰酶基因突变体序列(AX203843)合成普鲁兰酶成熟肽基因。将该基因插入芽孢杆菌分泌型表达载体pHY-WZX,重组质粒转化地衣芽孢杆菌B60608,重组地衣芽孢杆菌实现普鲁兰酶分泌表达。对重组菌产普鲁兰酶的条件进行优化,以含2%药媒和8%甘油的培养基最适合普鲁兰酶表达。     

高产嗜热β-葡聚糖酶菌种的诱变选育研究

以嗜热β-葡聚糖酶产生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis XJ-Li)X-5为出发菌株,采用紫外线(UV)和硫酸二乙酯(DES)复合诱变处理技术,选育出一株产嗜热β-葡聚糖酶性能稳定、活力较高的突变株AS35.在同等摇瓶发酵条件下,其产酶活力达15.83 U/mL以上,较原始出发菌株提高了81.54%.同时,经连续7次传代保存,产酶性能未出现较大的变异,表现出良好的遗传稳定性,极有潜力改良为工业化生产菌种.     

温度对淀粉液化芽孢杆菌5582产β-葡聚糖酶的影响

为进一步提高淀粉液化芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien)BS 5582产β-葡聚糖酶的水平,采用了分阶段控温工艺,在5L发酵罐,装料系数0.6,接种量6.67%,种龄18h,通气量1.0L(/L·min),搅拌转速500r/min,起始发酵温度36℃,培养27h(稳定期)后,降温至32℃继续发酵至终了。β-葡聚糖酶酶活在51.75h达到182.52U/mL,比恒温发酵提高了28%。     

枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶Ala263位点突变对其活性的影响

研究通过对枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶celA进行三级结构模拟分析,发现其263位丙氨酸残基与底物纤维三糖间存在一定的作用;利用定点突变技术celA 263丙氨酸残基位点进行了不同的替换.结果显示野生酶的263位点丙氨酸(A263)突变为酪氨酸(A263Y)、异亮氨酸(A263I)、丝氨酸(A263S)和缬氨酸(A263V)后,其水解圈活性和CMC活力均大幅下降;DNS法测定的CMC活力分别由野生型的133.0U/L下降为A263Y 13.7U/L,A263I 36.1U/L,A263S 29.8U/L和A263V 19.6U/L.通过进一步的蛋白质精细结构模拟解析发现,263丙氨酸残基位点处于该蛋白活性口袋的内表面,为底物通道的结构区域,其羰基与底物糖基吡喃环上的羟基形成了分子间氢键.该氢键的形成可能对维持底物构象,正确引导底物在活性口袋中的定位起重要作用.该研究为诠释蛋白空间结构与其催化活性的内在联系奠定了一定的理论基础.     

碳源诱导嗜热脂肪芽孢杆菌生产淀粉分支酶的研究

利用嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillus stearothermophilus）生产淀粉分支酶,研究不同碳源种类及浓度对嗜热脂肪芽孢杆菌产酶性能的影响。结果表明,以0.20%麦芽糊精为碳源时,淀粉分支酶的酶活最高,达20.02 U/mL,是其他碳源的2～10倍。采用最优培养基在小试试验的基础上进行了扩大培养中试试验,淀粉分支酶酶活稳定,为19.87 U/mL,是小试试验的1.1倍。     

热协同超高压对不同介质中嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的灭活作用

以磷酸缓冲液及经过人工接种的牛乳、鸡腿菇和卤牛肉为对象,考察超高压协同热处理对嗜热脂肪芽孢杆菌灭活的影响,测定处理前后的细菌菌落总数。结果表明,嗜热脂肪芽孢杆菌的失活率依次为:牛乳>磷酸缓冲液>鸡腿菇>卤牛肉。处理组500/60℃、500/90℃、600/80℃,5min、10min,牛乳中失活率(-2.18,-2.82,-3.32)高于磷酸缓冲液中的失活率(-1.62,-2.78,-2.98);卤牛肉中的失活率低于鸡腿菇中的失活率。说明在热协同超高压杀灭嗜热脂肪芽孢杆菌过程中,牛乳中存在利于诱导芽孢发芽的物质,使芽孢失去原有的对热的抵抗力,而在鸡腿菇和卤牛肉中失活率较牛乳低是由于其水分活度较低,卤牛肉中的失活率低于鸡腿菇中的失活率是由于NaCl对芽孢有保护作用,增加了其对压力的耐受性。     

苜蓿、黄芪、地衣芽孢杆菌胞外多糖体外抗氧化活性研究

通过1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)自由基和羟自由基的清除实验研究了苜蓿多糖、黄芪多糖和地衣芽孢杆菌TS-01胞外多糖对自由基的清除能力并比较了三者的清除效果。结果表明:三种多糖均具有清除DPPH·及羟自由基的作用,并且随着多糖浓度的增加,清除DPPH·和羟自由基的能力也逐渐增强,呈现明显的剂量-效应关系。苜蓿多糖、黄芪多糖和地衣芽孢杆菌TS-01胞外多糖对DPPH自由基的清除率达50%时所需多糖浓度(IC50)分别为:0.251、0.851、0.412mg/mL,即清除DPPH自由基的能力由强到弱依次为:苜蓿多糖>胞外多糖>黄芪多糖。对于羟自由基,三种多糖的IC50分别为:0.573、0.907、0.734mg/mL,三者清除羟自由基能力的强弱顺序与对DPPH·的清除一致。     

地衣芽孢杆菌凝乳酶对切达干酪成熟过程中蛋白水解的影响

利用地衣芽孢杆菌凝乳酶制作切达干酪和切达干酪类似物,分析干酪成熟过程中各蛋白水解指标的变化规律,以揭示地衣芽孢杆菌凝乳酶对切达干酪成熟过程中蛋白水解的影响。结果表明,CDF组（添加地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶所制切达干酪）、CD3组（添加地衣芽孢杆菌D3.11凝乳酶但未添加发酵剂制成的干酪类似物）和CCF组（添加商品凝乳酶所制切达干酪）干酪蛋白含量、pH 4.6-可溶性氮、12%三氯乙酸-可溶性氮、5%磷钨酸-可溶性氮、总游离氨基酸含量均随着成熟时间延长呈显著增加趋势,并且成熟期间CDF组干酪均显著高于CCF组干酪（P＜0.05）;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳分析表明,CDF组干酪α-酪蛋白水解程度较大;pH 4.6-可溶性肽段分析表明,随着干酪的成熟,总肽含量呈先增加后下降趋势,但疏水性肽与亲水性肽的比值呈持续下降趋势,在成熟第6个月时,CDF组、CD3组和CCF组干酪疏水性肽与亲水性肽比值分别为2.668、2.822、3.788。主成分分析表明,3 组干酪的蛋白水解程度与成熟度呈正相关,与疏水性肽和亲水性肽的比值呈负相关。以上结果表明,利用地衣芽孢杆菌凝乳酶制作的干酪蛋白水解度更高,但其疏水性肽比例较小,研究结果可为地衣芽孢杆菌凝乳酶在干酪生产中的应用提供理论依据。     

谷氨酸对地衣芽孢杆菌产杆菌肽的影响

研究了发酵过程中添加谷氨酸对菌体代谢和杆菌肽合成的影响。摇瓶发酵过程中添加0.03g/L谷氨酸,杆菌肽产量增加13.4%,而10L发酵罐发酵16h添加0.03g/L谷氨酸,杆菌肽效价在36h达到峰值。发酵16~26h以3mg/(L·h)流加谷氨酸,杆菌肽16~34h的合成速率是34.0U/(mL·h),比对照组提高55.3%;同时,生物量16~30h增长速率是20.2μg/(mL·h),比对照组提高了17.4%,但是菌体自溶时间比对照提前了6h。NO2-浓度在18~32h高于对照组11.4%~154.9%,挥发性脂肪酸(VFA)浓度在22~32h低于对照组10.3%~94.8%。说明流加谷氨酸起到了调控因子的作用,通过生成NO2-增加了NADH的消耗,降低了VFA的生成,刺激了菌体在发酵中前期的生长;谷氨酸同时也参与到了杆菌肽的合成,加快了杆菌肽的积累。     

地衣芽孢杆菌对草鱼肌原纤维蛋白凝胶特性的影响

将地衣芽孢杆菌接种到草鱼肌原纤维蛋白中,研究不同贮藏温度条件下地衣芽孢杆菌对草鱼肌原纤维蛋白凝胶特性的影响。结果表明：地衣芽孢杆菌对草鱼肌原纤维蛋白凝胶特性和结构有较大影响。4 ℃和25 ℃贮藏条件下,随着贮藏时间的延长,凝胶强度、硬度、弹性和白度均呈下降趋势,且对照组下降幅度大于空白组;空白组和对照组凝胶的菌落总数均显著增加,自由水含量随着贮藏时间延长逐渐增加,对照组上升更明显,其保水性逐渐变差;场发射扫描电镜观察到凝胶微观结构被破坏,由紧密的网状结构逐渐变得疏松多孔;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE）结果表明肌球蛋白重链和肌动蛋白逐渐被降解,且对照组凝胶的结构和蛋白降解程度均大于空白组。25 ℃条件下更适宜地衣芽孢杆菌的生长,样品凝胶破坏程度大于4 ℃条件下贮藏的样品。     

强化曲中毕赤酵母与地衣芽孢杆菌的相互作用研究

以实验室分离得到的毕赤酵母FBKL2.0008与产酱香风味的细菌FBKL1.0199作为主要菌种,用于强化麦曲的制备。设置了5个接种比例,30℃发酵14 d后,确定了最佳的接种比例为地衣芽孢杆菌∶毕赤酵母=1∶10。监测强化曲发酵过程中微生物生物量,酸性蛋白酶活,淀粉酶活变化情况,可知毕赤酵母的加入对地衣芽孢杆菌的生长与代谢产物的生成情况没有明显影响。强化麦曲风味物质中吡嗪类物质相对百分含量为19.286%,其中四甲基吡嗪相对百分含量为16.365%。     

清香大曲及酒醅中地衣芽孢杆菌的分离鉴定

从牛栏山酒厂清香大曲和酒醅中分离出23株芽孢杆菌,通过柠檬酸盐与丙酸盐利用、产酶、需厌氧、V．P、酪素水解、酪氨酸水解、酸性培养基、耐盐性、生长温度、产酱香物质等生理生化实验进行综合鉴定,鉴定出12株为地衣芽孢杆菌。     

地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的克隆及表达

用PCR方法从地衣芽孢杆菌中扩增了耐高温α淀粉酶基因,将扩增的DNA片段插入到大肠杆菌载体pUC19中,构建重组分泌型表达载体pUAM。pUAM中的耐高温α淀粉酶基因在大肠杆菌JM109中得到表达。经SDSPAGE分析显示,蛋白表达产物的分子量为55ku,同核酸序列测定所推导的值相符。     

固定化蚯蚓纤溶酶热稳定性及热失活动力学研究

通过纤维蛋白平板法测定蚯蚓纤溶酶在不同温度下的酶活力,对固定化和游离蚯蚓纤溶酶的热失活动力学进行初步分析。实验表明:随温度升高固定化和游离蚯蚓纤溶酶活性减小趋势逐渐增大,酶失活速率加快。当温度超过60℃时,两者失活现象明显,但固定化蚯蚓纤溶酶的热稳定性明显优于游离酶。动力学分析表明,在30⁶0℃范围内,固定化和游离蚯蚓纤溶酶热失活的表观活化能分别为130.43 k J·mol-1和116.65 k J·mol-1。      

多元醇对绿色木霉纤维素酶热稳定性的影响

研究绿色木霉属纤维素酶的最适温度及最适pH值,探讨其在不同温度下的热失活情况,以及多元醇(海藻糖、聚乙二醇400、乙二醇、甘油)对其热稳定性的影响。结果表明,绿色木霉属纤维素酶最适温度为50～55℃,最适pH值为4.6;其在70℃时迅速失活,失活半衰期为3.2 min。多元醇的加入能在一定程度上改善其热稳定性,其中添加聚乙二醇400和海藻糖的混合物,能将其半衰期延长至5.9 min。