地衣芽孢杆菌L-天冬酰胺酶I型的克隆表达及其在降低薯条中丙烯酰胺的应用

将L-天冬酰胺酶I型酶基因克隆并实现其在大肠杆菌中表达。重组酶活力为（63.64±3.18） IU/mL,比活力为945.79 IU/mg,最适催化反应条件为45 ℃、pH 10.0。45 ℃处理12 h后,重组酶的相对酶活力仍大于90%。该酶无谷氨酰胺催化能力,具有23.38%的D-天冬酰胺活性,其对L-天冬酰胺的Km值为12.19 mmol/L,最大反应速率Vmax为2.69 IU/mL。此外,将L-天冬酰胺酶I型应用于油炸薯条中,处理后的样品中丙烯酰胺含量降低58.39%。研究表明,地衣芽孢杆菌L-天冬酰胺酶I型具有应用于食品加工工业的潜力。     

基于定向进化技术提高地衣芽孢杆菌L-天冬酰胺酶活性

为提高地衣芽孢杆菌L-天冬酰胺酶活性,通过定向进化技术对其进行分子改造。经过两轮易错聚合酶链式反应和一轮DNA shuffling,从19 100多个突变株中筛选到突变体S10、S16和S21,其酶比活力较野生型分别提高了106%、74%和43%,且突变酶K_(cat)/K_m都有所增大。其中,突变体S10氨基酸序列发生3个突变,K43E、N67S和I269L。三维模拟结果显示,第43位氨基酸突变为谷氨酸、第67位氨基酸突变为丝氨酸,可能提高了底物亲和力和催化效率,从而提高酶活性。圆二色谱分析表明,相比野生酶,突变酶的α-螺旋数减少、无规则卷曲有所增加,表明其刚性略有降低,柔性有所增加。利用定向进化策略能够有效地提高地衣芽孢杆菌L-天冬酰胺酶活性。     

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。     

定点突变提高枯草芽孢杆菌L-天冬酰胺酶的活力及稳定性

L-天冬酰胺酶可以催化L-天冬酰胺转化为L-天冬氨酸和氨。它可以通过降解食品原料中的L-天冬酰胺而降低高温烹制食品中丙烯酰胺的含量。由于食品预处理环境的复杂性,只有具有高酶活且稳定的酶才能满足食品生产中的应用。作者通过点突变提高来源于Bacillus subtilis B11-06的L-天冬酰胺酶(Bs AII)的酶活和热稳定性。通过序列比对和同源模拟选择5个点进行突变,构建6个突变菌株。酶活测定结果表明,突变体酶S299N_(ansz)和P348A_(ansz)的酶活较Bs AII分别提高28%和32%。其中P348A_(ansz)的热稳定性和p H稳定性较Bs AII均有明显提高。本研究表明,第299和348位氨基酸残基对酶的催化作用有较大影响,对该酶的催化机理的研究提供了一定的基础,并提高了该酶的工业应用潜力。     

Pyrococcus yayanosii L-天冬酰胺酶在枯草芽孢杆菌中分泌途径的鉴定及其分泌能力的提高

食品安全（GRAS）菌株枯草芽孢杆菌由于其具有良好的分泌表达能力及易于基因工程操作等特性被广泛用作外源蛋白质的表达菌株。枯草芽孢杆菌中蛋白质的分泌大多依赖于信号肽介导的Sec分泌途径（General secretion pathway）和Tat分泌途径（Twin-arginine translocation pathway）。在本研究中,通过信号肽预测、蛋白质N端测序等手段发现来自于Pyrococcus yayanosii L-天冬酰胺酶在枯草芽孢杆菌中的分泌并不依赖信号肽,该酶通过非经典蛋白质分泌途径（non-classical protein secretion pathway）进行分泌。通过信号肽筛选,发现最适合该酶在枯草芽孢杆菌中表达的信号肽为Tat分泌途径信号肽SP_phoD,并通过共表达分子伴侣PrsA的方式将该L-天冬酰胺酶的分泌量提高了72.11%。     

天冬酰胺酶降低膨化食品丙烯酰胺含量的初步研究

丙烯酰胺是一种具有神经毒性、遗传毒性和潜在致癌性的物质,食物中丙烯酰胺的存在具有一定的安全隐患,监测食品中的丙烯酰胺含量并探索控制其含量的方法十分重要.采用高效液相色谱法对随机购买的14种市售休闲膨化食品的丙烯酰胺含量进行了检测,结果显示,检测样品中的丙烯酰胺含量范围为0～8.21 mg/kg,不同样品品间存在较大差异.天冬酰胺酶可以将形成丙烯酰胺的主要前体物天冬酰胺转化成不易生成丙烯酰胺的天冬氨酸,进而来控制食品中丙烯酰胺的生成量.以2种自制板栗膨化样品为研究对象,在制备过程中采用添加天冬酰胺酶处理法来降低样品中的丙烯酰胺含量,结果表明,添加天冬酰胺酶可以一定程度的降低样品中的丙烯酰胺含量,此方法对微波膨化和油炸膨化均适用,相比之下,在油炸膨化中效果更显著,当添加量为500ppm时可以降低油炸样品中44.49％的丙烯酰胺,当添加量为2000ppm时最高可以降低油炸样品中65.2％的丙烯酰胺.     

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。     

固定化地衣芽孢杆菌产弹性蛋白酶的研究

为提高弹性蛋白酶的发酵产能,构建地衣芽孢杆菌连续发酵产弹性蛋白酶的生产工艺,本研究采用单因素试验及响应面分析法对地衣芽孢杆菌凝胶包埋固定化的工艺进行探讨,并对固定化细胞的发酵产酶性能进行分析。结果表明,地衣芽孢杆菌的适宜固定化体系是聚乙烯醇（polyving akohol,PVA）、海藻酸钠（sodium alginate,SA）和CaCl2,质量分数分别为8.22%、2.27%和2.42%,固定化交联剂硼酸的质量分数为4%;固定化地衣芽孢杆菌发酵产弹性蛋白酶的活力可达到386 U/mL,是相同接种量的游离细胞发酵酶活力的87%;固定化的地衣芽孢杆菌凝胶球具有很好的稳定性,在摇瓶发酵的条件下可连续使用10 批次以上。以上结果表明,复合凝胶包埋制备的固定化地衣芽孢杆菌细胞可用于连续发酵产弹性蛋白酶的生产工艺。     

地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及其产物的分泌

以耐高温α 淀粉酶生产菌地衣芽孢杆菌染色体DNA为模板 ,通过PCR扩增耐高温α 淀粉酶基因 ,将扩增产物 1 9kb的DNA片段插入到pUC1 9质粒中 ,再转化大肠杆菌JM1 0 9,通过在淀粉平板上形成透明圈等方法筛选到一株阳性克隆菌株JM1 0 9(pUAM) ,其表达产物可分泌到培养基中 ,除去菌体的发酵液中每 1 0 0mL酶活可达到 2 7个单位。将发酵上清液浓缩后用冷无水乙醇分级沉淀 ,所得样品进行SDS PAGE分析 ,得到分子质量为 60ku的目的蛋白带。     

黄杆菌肝素酶Ⅰ基因的克隆与表达

目的 克隆并表达黄杆菌肝素酶I(HepI)基因.方法 通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增黄杆菌HepI基因,验证后插入到表达质粒Pet-22b中构建表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白质表达,并用Azure A法测定酶活性.结果 PCR扩增得到序列正确的HepI基因,并将该基因成功插入到Pet-22b表达载体中.重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达的蛋白质经SDS.PAGE分析,与目的蛋白质的相对分子质量基本一致,其活性约为50 U/LA600.结论 克隆并成功表达了黄杆菌HepI基因.     

黄杆菌肝素酶Ⅰ基因的克隆与表达

目的 克隆并表达黄杆菌肝素酶I(HepI)基因.方法 通过PCR从黄杆菌基因组DNA中扩增黄杆菌HepI基因,验证后插入到表达质粒Pet-22b中构建表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)进行蛋白质表达,并用Azure A法测定酶活性.结果 PCR扩增得到序列正确的HepI基因,并将该基因成功插入到Pet-22b表达载体中.重组质粒转入E.coli BL21(DE3)后表达的蛋白质经SDS.PAGE分析,与目的蛋白质的相对分子质量基本一致,其活性约为50 U/LA600.结论 克隆并成功表达了黄杆菌HepI基因.     

蜡状芽孢杆菌几丁质脱乙酰基酶克隆和表达

从产几丁质脱乙酰基酶的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus M1)中获得了几丁质脱乙酰基酶BcCDA基因序列,并在大肠杆菌中实现了其高效分泌表达以及一步亲和法纯化重组几丁质脱乙酰基酶BcCDA,经SDS-PAGE检测该酶为单一条带,其分子量约为23 kD,所得重组BcCDA的具有脱乙酰基酶活性,其比活力为11 608.31U/mg。该研究为BcCDA作用机制的进一步研究和BcCDA的利用鉴定基础。     

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;Co~(2+))、Li~+、Mg~(2+))和Ba~(2+)对酶活性有促进作用,Cu~(2+)、Pb~(2+)、Fe~(2+)、Ag~+、SDS对酶活性有不同程度的抑制作用,并且Pb~(2+)、Fe~(2+)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。      

地衣芽孢杆菌碱性果胶酶基因pelB的克隆与鉴定

果胶裂解酶（E.C.4.2.2.2）可水解聚半乳糖醛酸α-1,4糖苷键释放出可溶性的不饱和寡聚乳糖醛酸,用于水果加工、棉纺织预处理、饲料工业、咖啡和茶发酵、油提取等方面。本研究从地衣芽孢杆菌CICIM B1699染色体DNA中扩增出一种新的果胶裂解酶编码基因pelB,再将其克隆入启动子PQ下游,分别获得重组质粒pLa-PQ-pelB和pHY-PQ-pelB。在重组质粒pLa-PQ-pelB的介导下,基因pelB在大肠杆菌JM109中得到表达,所表达的重组果胶裂解酶的酶学性质显示其最适反应温度为45℃,最适pH为10.5。在重组质粒pHY-PQ-pelB的介导下,基因pelB在地衣芽孢杆菌CICIM B1699中表达4.2U/mL的重组果胶裂解酶酶活,较对照菌株高出60%。      

地衣芽孢杆菌在牛栏山二锅头基酒生产中的应用

牛栏山酒厂从生产用大曲中分离、纯化得到地衣芽孢杆菌,用液体菌种做种子制成麸曲添加到酒醅中发酵生产二锅头基酒.与普通基酒相比,地衣芽孢杆菌基酒乙酸乙酯含量提高,乳酸乙酯含量降低.酒体协调、自然.地表芽孢杆菌的应用为提高牛栏山二锅头基酒质量提供了良好的途径.     

地衣芽孢杆菌在营养肉汤中生长模型的建立

考察了温度、Na Cl质量分数及p H值对地衣芽孢杆菌在营养肉汤中生长特性的影响,建立了15~45℃下地衣芽孢杆菌的生长模型。结果表明:地衣芽孢杆菌的最适的生长温度范围为30~37℃,Na Cl质量分数范围为0~3%,p H值范围为5.0~8.0。在15、20、25℃时其生长曲线用MMF模型拟合较好,在30、37℃用Richards模型拟合较好,其相关系数较高,均大于0.998。相反,在45℃其生长曲线只能用Logistic方程拟合,且相关系数较低,仅为0.907。     

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。     

解淀粉芽孢杆菌β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的克隆表达及其酶学表征

从解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens YX-01)中克隆得到一个新型β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因(BaNagase),并成功在大肠杆菌中异源表达。BaNagase编码616个氨基酸,与B. subtilis来源的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(AIY91451.1)氨基酸序列相似性最高,为76.97%。通过对比分析,BaNagase属于糖苷水解酶3家族。纯化获得的BaNagase比活力为16.42 U/mg,最适温度65℃,最适pH 6.0,且在低于55℃条件下能保持高于70%的酶活力。BaNagase展现出高的热稳定性和严格的底物特异性,为其高效制备N-乙酰氨基葡萄糖提供了理论支持。     

产四甲基吡嗪地衣芽孢杆菌的应用

利用高温大曲中分离得到的地衣芽孢杆菌（Baclicus lincheniformis）提高粹沙酒酱香风格特征。将地衣芽孢杆菌FBKL1.0199添加到窖池中层的糟醅中,与空白糟醅作对比,按照粹沙工艺制酒取样,考察了不同菌株添加量对白酒中四甲基吡嗪含量的影响,采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对酒醅及酒样中挥发性物质成分进行分析,同时进行感官评定。结果表明,最佳菌株添加量为5%,发酵后的酒醅四甲基吡嗪含量达6.81 μg/g,是对照组的3.03倍。酒样中四甲基吡嗪相对百分含量达0.028%,且感官品质优于对照组,具有入口醇厚、柔和、酱味且口感细腻的特征。