麦芽糖α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

采用重叠PCR方法在麦芽糖α-淀粉酶编码基因5’端添加地衣芽孢杆菌α-淀粉酶基因信号肽编码区,获得重组基因BlMa。重组基因与芽孢杆菌表达载体pHY-P43连接后直接转化枯草芽孢杆菌,获得重组质粒pHY-P43-BlMa。枯草芽孢杆菌淀粉酶基因缺陷株1A717被用作BlMa基因表达宿主菌,重组菌命名为Bacillus subtilis/pHY-P43-BlMa。酶活检测和SDS-PAGE电泳均显示,B.subtilis/pHY-P43-BlMa表达的重组麦芽糖淀粉酶(BlMa)全部分泌到培养液中。HPLC检测表明,BlMa催化可溶性淀粉水解产物主要为麦芽糖。对B.subtilis/pHY-P43-BlMa摇瓶发酵条件进行优化。获得优化发酵培养基配方:10%玉米淀粉,2.5%药媒,0.3%(NH4)2SO4,0.03%CaCl2,0.1%NaH2PO4,在优化条件下重组菌发酵酶活为5.9 U/mL。     

大麦β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中异源表达

该研究拟采用枯草芽孢杆菌异源表达大麦来源β-淀粉酶。选择枯草芽孢杆菌WB800作为宿主,采用同源重组的方法构建表达载体p P4 3NMK-amy B,获得重组枯草芽孢杆菌WB-amy B。重组枯草芽孢杆菌在摇瓶发酵条件下酶活最高可达386 U/m L,纯化后测得其比酶活为613 U/mg。重组酶的最适温度为55℃,最适p H值为5. 0。重组β-淀粉酶水解产麦芽糖能力与大麦β-淀粉酶相当,与普鲁兰酶联用时麦芽糖最大转化率可达81. 8%。重组枯草芽孢杆菌摇瓶发酵水平产酶量高于类似文献报道,重组β-淀粉酶的酶学性质与大麦β-淀粉酶相比几乎相同,完全可以替代大麦β-淀粉酶在工业上的应用。     

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%。     

嗜酸芽孢杆菌普鲁兰酶在大肠杆菌中的表达及发酵优化

为了在3L发酵罐水平上提高重组菌E.coli BL 21(DE3)/pET20b(+)-BapulA的普鲁兰酶的表达量和胞外分泌,将嗜酸芽孢杆菌普鲁兰酶(Bacillus acidopullulyticus)在大肠杆菌中进行重组表达,并在3L发酵罐水平上对重组菌进行发酵优化,考察了发酵条件对重组酶表达的影响。重组菌发酵的最佳条件为:发酵前期菌体生长温度和pH分别为30℃和7.0,当菌体浓度OD_(600)达到50时,发酵温度降低至25℃,此时调节pH为6.2,同时开始流加乳糖[0.4g/(L·h)]进行诱导;在发酵过程中,当菌体浓度OD_(600)依次达到15,45,75时,分别加入浓度为1.5g/L的甘氨酸,当菌体OD600为105时,再加入浓度为3g/L的甘氨酸。发酵结束后普鲁兰酶的胞外酶活达659.0U/mL,最高总酶活达1 910.1U/mL,与摇瓶的初始总酶活(41.1U/mL)和胞外酶活(6.5U/mL)相比,分别提高了45.4倍和100倍。     

蜡样芽孢杆菌产磷脂酶D发酵条件优化

通过单因素和正交试验,对蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）产磷脂酶D发酵条件进行了优化。结果表明,培养基最佳组成为卵黄10 g/L、蛋白胨15 g/L、牛肉粉2 g/L、MgSO4·7H2O 1 g/L、氯化钠3 g/L;最佳发酵条件为：培养基初始pH8.0,接种量1.0%,于36 ℃,200 r/min培养8 h。在最适发酵条件下磷脂酶D酶活达4.21 U/mL。     

谷氨酸脱羧酶在枯草芽孢杆菌中的表达及应用

为了研究在枯草芽孢杆菌发酵过程中添加相对廉价的辅酶前体对谷氨酸脱羧酶(GAD)酶活力和催化效率的影响,将来源于Escherichia coli的谷氨酸脱羧酶基因gadB,通过构建重组质粒p HY300PLK-gadB,在枯草芽孢杆菌中重组表达,得到重组菌B. subtilis/pHY300PLKgadB。研究了分别在重组菌发酵过程中添加辅酶磷酸吡哆醛(PLP)、辅酶前体吡哆醛(PL)和吡哆醇(PN)对GAD酶活力的影响。当设置摇床转速200 r/min,发酵温度33℃,发酵培养基初始p H 7.0时,在发酵过程中分别添加PLP、PL、PN至终浓度0.5 mmol/L,诱导48 h后发酵液中总酶活分别达到25.40、28.14、15.55 U/mL,是对照总酶活的1.55、1.72、0.95倍。基于以上结果,进一步研究了发酵过程中PL的添加浓度对重组菌生长情况及GAD表达的影响。结果表明,发酵液中GAD总酶活随着PL浓度的增加而增加,当PL浓度为0.1 mmol/L时,总酶活最高达到28.28 U/mL。利用重组菌全细胞制备γ-氨基丁酸(GABA),结果表明,最适转化pH为5.0,最适转化温度为40℃,发酵过程中添加PL的重组菌(简称"GAD-PL")和发酵过程中不添加任何辅酶及辅酶前体的重组菌(简称"GAD-0")的最适加菌量(以酶活力单位计)分别是40 U/g(以谷氨酸计)和50 U/g(以谷氨酸计),当谷氨酸最终质量浓度达到400 g/L时,得到的GABA质量浓度分别为275.60 g/L和273.61 g/L。     

重组蔗糖异构酶在短短芽孢杆菌中的表达及发酵优化

对重组菌株Brevibacillus choshinensis/pNCMO2-SI摇瓶发酵产蔗糖异构酶进行研究,进一步探讨了3 L发酵罐不同发酵条件对菌体生长及产酶的影响。结果表明,摇瓶发酵后胞外酶活为50 U/mL,最优3 L发酵罐培养条件为:初始碳源为葡萄糖质量浓度10 g/L,初始氮源为多聚蛋白胨、牛肉浸膏质量浓度各15 g/L,发酵温度30℃,溶氧30%,在此条件下得到的最高酶活为275 U/mL。为了探索启动子对蔗糖异构酶表达的影响,分别选取来源于枯草芽孢杆菌的启动子Papr-E,Pnpr-E,Pamy以及来源于巨大芽孢杆菌的启动子Pxyl进行研究。结果表明,使用启动子Papr-E的表达量最高。进一步优化摇瓶发酵条件,重组菌株BCpNapr-SI摇瓶发酵的胞外上清酶活为137 U/mL,在此条件下进行3 L发酵罐发酵,最终发酵上清胞外酶活为485.5 U/mL,是未优化启动子的1.76倍。     

β-葡聚糖酶发酵培养基的优化研究

为了对芽孢杆菌发酵产β-葡聚糖酶的培养基进行进一步的研究,以芽孢杆菌为发酵菌,通过单因素试验和三因素三水平正交试验法对芽孢杆菌的10L发酵罐发酵产酶培养基进行优化。实验结果表明:芽孢杆菌产β-葡聚糖酶的最优培养基为甘油含量6g/L、酵母粉含量24g/L和NaCl含量10g/L;发酵条件:接种量为10%、初始发酵pH值为7、培养温度为37℃、转速为350~950r/min、通风量为1vvm和发酵时间15h。经过3批发酵实验验证,最优条件下β-葡聚糖酶最高酶活可达3112U/mL。     

耐热β-半乳糖苷酶重组菌WB600/pMA5-bgaB发酵条件的研究

耐热β-半乳糖苷酶相比酵母来源的中温乳糖酶用于低乳糖牛奶的生产具有潜在的优越性。在已将来源于嗜热脂肪芽孢杆菌的耐热β-半乳糖苷酶基因(bgaB)克隆入枯草芽孢杆菌得到重组菌WB600/pMA5-bgaB后,对此重组菌的发酵条件进行了研究。重组菌WB600/pMA5-bgaB在发酵过程中具有良好的遗传稳定性,可溶性淀粉和胰蛋白胨是重组菌生长和酶活表达的适合碳源和氮源。WB600/pMA5-bgaB适宜的摇瓶培养条件为接种量3%～5%,装液量30～50/250 mL(三角瓶),起始pH7.0,摇床转速220r/min。在7L反应器中进行分批发酵,研究表明,pH调控和溶氧控制对提高工程菌发酵产酶具有明显帮助,pH控制在7.0,溶氧控制在50%可提高发酵酶活;补料培养后菌体密度OD_(600)可达到47,酶活达到37.5U/mL,比在初始条件下提高了10倍。     

耐盐性谷氨酰胺酶在Bacillus subtilis 168中的整合表达

微生物质粒过表达外源基因,会由于质粒分离稳定性低、种子培养基中需添加抗生素等原因,限制其在工业生产中的应用。为了得到一株可用于工业生产谷氨酰胺酶的菌株,选择食品安全级Bacillus subtilis 168作为宿主,将来源于Micrococcus luteus K-3的编码耐高浓度盐的谷氨酰胺酶基因(Mglu)插入到其染色体上进行整合表达。选择了2个内源性蛋白酶基因作为整合表达位点,通过lox序列的重组消除抗性基因,得到无抗性基因的重组谷氨酰胺酶表达菌株。遗传稳定性研究表明,在不添加抗生素的条件下,通过连续传代重组菌株并测定发酵酶活,发现重组菌株连续传42代时,酶活基本不变。随后,采用5 L发酵罐对重组菌株进行分批补料发酵,最高酶活达到了41.5 U/mL。本研究对提高谷氨酰胺酶重组菌株遗传稳定性提供了借鉴。     

Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养条件研究

目的优化Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养组分和发酵条件,为后续深入研究提供数据资料。方法优化不同碳源、氮源、金属离子和培养基复配发酵培养组分;优化培养温度、pH、培养时间进一步提升菌株产酶能力。结果最佳利用碳源为甘油,无机氮源比有机氮源更有利于脂肪酶生产,优化培养组分为：10gm甘油,10g／LNH4Cl,8g／LNa2HPO4·12H2O,2g／LK2HPO4,0．5g／LMnSO4。最适培养pH6．0,温度30℃,发酵周期28h。结论通过前期优化筛选,获得脂肪酶活性达24．16U／mL,为后续深入优化和代谢调控提供了良好的数据资料。     

Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养条件研究

目的优化Bacillus subtilis CICC 20034产脂肪酶的培养组分和发酵条件,为后续深入研究提供数据资料。方法优化不同碳源、氮源、金属离子和培养基复配发酵培养组分:优化培养温度、pH、培养时间进一步提升菌株产酶能力。结果最佳利用碳源为甘油,无机氮源比有机氮源更有利于脂肪酶生产,优化培养组分为:10 g/L甘油,10 g/L NH₄Cl,8g/LNa₂HPO₄·12H₂O,2g/L K₂HPO₄,0.5 g/L MnSO₄。最适培养pH 6.0,温度30℃,发酵周期28 h。结论通过前期优化筛选,获得脂肪酶活性达24.16 U/mL,为后续深入优化和代谢调控提供了良好的数据资料。     

枯草芽孢杆菌Z-3产木聚糖酶固态发酵工艺优化

以木聚糖酶活力为响应值,通过单因素及响应面试验优化克氏原螯虾肠道来源枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）Z-3产木聚糖酶的固态发酵工艺。结果表明,最优固态发酵工艺为培养时间3 d、培养温度37 ℃、初始pH值5.0、装料量30 g/250 mL,接种量2.5%,碳源为麸皮与玉米芯混合物,麸皮占比60%,氮源为氯化铵。在此最优发酵工艺条件下,木聚糖酶活力为3 459.58 U/g湿基,较未优化前（2 079.1 U/g湿基）提高66.40%。     

芽孢杆菌M-21产β-甘露聚糖酶发酵条件研究

从土壤中分离筛选出产β-甘露聚糖酶的芽孢杆菌(Bacillus sp.)M-21,通过单因素实验和正交优化实验,确定了其最佳发酵产酶条件。菌株的产酶最适培养基组成包括(g/L)碳源:瓜尔豆胶4,复合氮源:豆粉20、(NH4)2HPO45,其他无机盐组分:K2HPO4.3 H2O1、MgSO4.7 H2O 0.5、NaCl 0.5、CaCl20.1、FeSO4.7 H2O0.001。产酶最适培养条件:培养基初始pH8.0,接种量4%,装液量50 mL/250 mL三角瓶,32℃180 r/min振荡培养36 h。此条件下酶活力最高可达1 487 U/mL。     

无乳链球菌产CMP-唾液酸合成酶发酵培养基优化

为获得低成本高酶活的产CMP-唾液酸合成酶(Cytidine 5'-monophosphate N-acetylneuraminic acid synthetase,NmCSS)培养基,对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)产CMP-唾液酸合成酶发酵生产培养基进行优化。通过单因素试验筛选发酵温度、碳源、氮源、pH,确定对NmCSS酶活具有明显影响的因子及水平值;采用响应面法(Box-Behnken)确定以氮源浓度、碳源浓度、pH为三个主要影响因子的最适条件。结果表明,当培养温度为34℃时,蔗糖浓度为0.10%,氮源浓度为2.50%,pH为7.5、Na₂HPO₄ 2.5 g/L、NaCl 5.0 g/L时,NmCSS酶活为(5.895±0.005)×107 U/mol,较基础发酵培养基的酶活(0.507±0.002)×107 U/mol提高了10.627倍,显示出了良好的优化效果。响应面方法优化得到的低成本高酶活培养基为无乳链球菌产NmCSS及其应用奠定了基础。     

以豆粕为基质纳豆芽孢杆菌生长条件优化

研究纳豆芽孢杆菌在以豆粕为基质的发酵培养基中的生长条件。利用全自动生长曲线测定仪,以菌液浊度OD660nm为指标,对纳豆芽孢杆菌液体发酵培养基中的氮源(豆粕)和碳源(葡萄糖)配比进行研究,确定豆粕质量浓度50g/L,葡萄糖质量浓度10g/L为最佳配比,并通过单因素及正交试验筛选出影响纳豆芽孢杆菌生长的主要条件。再根据Box-Behnken试验优化,结果表明,采用功率80W超声波处理豆粕4.32min,且培养基初始pH6.16,发酵温度35.5℃时纳豆芽孢杆菌在发酵生长13h后达到最大生物量,此时OD660nm为1.635。     

产β-mannanase内生菌的诱变育种和酶学特性研究

以实验室筛选的产β-甘露聚糖酶的黄豆内生菌Bacillus subtilis HD-1(54.6 U/mL)为出发菌株,分别采用紫外线,硫酸二乙酯,紫外线-光复活和紫外线-硫酸二乙酯对其进行诱变,结果表明,以紫外线-硫酸二乙酯复合诱变效果最好,获得一株高产β-甘露聚糖酶的突变菌株Bacillus subtilis UD-20,酶活达89.5 U/mL,比出发菌株提高了63.9%,遗传性能稳定。该β-甘露聚糖酶的最适反应温度和pH分别为50℃和7.0,该酶在50℃以下,pH 5.0~8.0之间稳定性较好,属于中性酶。亚铁离子和钴离子对酶有较强的激活作用,相对酶活分别提高了13.2%和31.7%,但锰离子对酶有强烈的抑制作用,相对酶活仅有对照组的55.6%;金属离子钾、钙、钴和钡都能增强酶热稳定性,其中钴离子的增强效果最为明显,残余酶活约是对照组的1.5倍。     

产弹性蛋白酶枯草芽孢杆菌发酵条件研究

筛选确定了枯草芽孢杆菌BEM01产弹性蛋白酶培养基的碳源和氮源分别是葡萄糖和干酪素,吐温-80能刺激菌株生长和产酶。采用三因素三水平L9(33)正交试验优化了液体培养基葡萄糖、干酪素和吐温-80的浓度。结果表明,优化后的产酶培养基为:葡萄糖2%,干酪素2%,吐温0.01%,KH2PO40.2%,MgSO40.01%。优化后的发酵条件:发酵液初始pH为7.5,装样20 mL/300 mL三角瓶,按3%接种种子液,接种龄24 h,37℃180 r/min振荡培养36 h,菌株产弹性蛋白酶峰值为59 U/mL,较优化前酶活提高了31%。     

β-葡萄糖苷酶的枯草芽孢杆菌表达、酶学性质分析及其在宝藿苷Ⅰ制备中的应用

为获得安全高效的β-葡萄糖苷酶用于生物催化淫羊藿苷水解制备宝藿苷I,通过大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pMA5在食品安全菌株枯草芽孢杆菌WB600中异源表达Thermotoga petrophila来源的耐热β-葡萄糖苷酶TpBgl3,研究了所表达重组酶的酶学性质及其水解宝藿苷制备宝藿苷I的工艺条件.结果表明,菌株在3...