霍氏肠杆菌β-胡萝卜素9,10'双加氧酶的制备及其应用

以霍氏肠杆菌（Enterobacter hormaechei）基因组DNA为模板，通过聚合酶链式反应（PCR）法扩增β-胡萝卜素9,10'双加氧酶基因，构建重组质粒，在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）中表达，并采用高效液相色谱（HPLC）法检测9,10'双加氧酶活性。结果表明，通过镍柱亲和层析和分子筛Sephacryl TM S-200，得到纯化重组β-胡萝卜素9,10'双加氧酶，十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）结果表明，该酶分子质量约57 kDa，最适反应温度为40 ℃，最适反应pH值为8.5；当底物β-胡萝卜素质量浓度为500 mg/L，β-胡萝卜素9,10'双加氧酶酶活为0.4 U/mL时，β-紫罗兰酮产量为142.3 mg/L，产率达到79.4%。     

降解β-胡萝卜素双加氧酶的分离纯化及其部分酶学性质

研究了西方许旺酵母菌发酵产生双加氧酶的分离纯化及其酶学特性,并利用该酶降解β-胡萝卜素生成香味物质。通过摇瓶发酵,并对粗酶液进行硫酸铵梯度沉淀、半透膜透析、DEAE-Sepharose离子交换和Sephadax G-100凝胶过滤等处理,得到转化β-胡萝卜素生成香气物质的双加氧酶。实验结果表明,西方许旺酵母菌发酵产生的双加氧酶被纯化了36.43倍,酶活力回收率为21.0%,分子量为55.0 ku。酶的最适温度为40℃,最适p H为8.5;金属离子对降解β-胡萝卜素双加氧酶活力的影响为:Fe~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+Mn~(2+)Cu~(2+)Ca~(2+)Zn~(2+)Ag~+。Fe~(2+)和Mg~(2+)能明显增强酶活力,而Zn~(2+)和Ag~+能抑制酶活力;SDS和胃酶抑素对酶活力有显著抑制作用。降解β-胡萝卜素双加氧酶的K_m=8.24×10~(-4)mol/L,V_(max)=2.16×10~(-4)mol/(min·mg)。     

降解β-胡萝卜素产香菌株的分离鉴定及降解酶酶学性质

采取平板划线法从红茶中筛选分离高效降解β-胡萝卜素菌株,通过形态学特征、生理生化和16S r DNA等方法对其进行鉴定,对该菌株所产β-胡萝卜素降解酶分离纯化,并研究其酶学性质。结果表明:筛选得到一株高效降解β-胡萝卜素菌株HC-3,该菌株对β-胡萝卜素的降解率达86.82%,主要降解产物为5,6-环氧-β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯和反式-β-紫罗兰酮等香味物质。根据形态特征、生理生化性质和16S r DNA系统进化树分析,初步鉴定该菌株为肠杆菌(HC-3)。通过硫酸铵分级沉淀和阴离子交换柱等步骤分离纯化得到该菌株所产β-胡萝卜素降解酶,SDS-PAGE分析表明该酶分子质量约53 ku。该酶最适反应温度45℃,最适p H值8.0;金属离子Ca2+和Cu2+对该酶有激活作用,Fe2+和Mn2+对该酶有抑制作用;β-胡萝卜素为该酶的最适作用底物。     

α-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

利用大肠杆菌（Escherichia coli）表达系统,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导,成功异源表达了一株链球菌（Streptococcus）S1的α-半乳糖苷酶基因,重组α-半乳糖苷酶经镍柱纯化后,测定其酶学性质。重组α-半乳糖苷酶最适pH值为6.5,最适温度为50 ℃,在碱性环境中（pH 7.5～10.0）及在40 ℃以下温度条件下该酶较为稳定;酶催化动力学结果显示,该酶在最适条件下水解硝基苯-α-D-半乳糖苷（pNPG）的最大水解速率（Vmax）为508.38 μmol/（min·mg）,米氏常数（Km）值为1.2 mmol/L;通过薄层层析（TLC）法检测到该重组α-半乳糖苷酶可以高效地水解天然底物蜜二糖、棉籽糖和水苏糖中的α-半乳糖苷键。     

红酵母产β-胡萝卜素体外转化为VA的研究

通过高效液相色谱分析红酵母液态发酵提取液,表明该提取液中含有β-胡萝卜素,体外转化分析表明该β-胡萝卜素可转化为VA。通过对转化条件的优化研究,在β-胡萝卜素质量浓度123mg/L浓缩液中,β-胡萝卜素体外转化VA的最佳转化条件为pH8.0、脱氧胆酸钠3.5mmol/L、d-α-生育酚0.5mmol/L 和Tween-40添加量0.25g/100mL,在该最佳反应条件下,红酵母液态发酵所产β-胡萝卜素在2.58nmol/(mg ·h) β-胡萝卜素-15,15＇-单加氧酶作用下37℃水浴振荡反应7h,生成40.1mg/L VA,转化率达到32.6%。     

微泡菌ALW1重组β-半乳糖苷酶的异源表达和酶学性质

β-半乳糖苷酶催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,是乳制品加工中重要的酶。该研究将微泡菌ALW1菌株的β-半乳糖苷酶在大肠杆菌BL21（DE3）中进行异源表达和纯化,研究其酶学性质。结果表明,微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶属于GH1家族,利用Ni-NTA Agarose亲和层析获得的重组β-半乳糖苷酶分子量约为64 ku。重组酶的最适反应温度为30 ℃,最适pH为4.5。温度低于25 ℃、pH 4.0~5.0条件下,β-半乳糖苷酶具有良好稳定性。重组β-半乳糖苷酶对DTT、吐温20和吐温80具有良好的耐受性;离子型去垢剂SDS和CTAB存在时,β-半乳糖苷酶几乎丧失活性。重组β-半乳糖苷酶的Km和Vmax分别为10.98 mmol/L和7.48 U/mg。结构模拟显示,微泡菌β-半乳糖苷酶的催化酸/碱残基和亲核残基分别为Glu186和Glu370。该研究为来自微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶在食品领域的应用奠定理论基础。     

谷氨酸棒杆菌表达大肠杆菌来源海藻糖酶

对谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum,C.glutamicum）表达大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）来源海藻糖酶进行研究。构建重组C.glutamicum菌株Cgtrl表达E.coli BL21来源海藻糖酶。菌株Cgtrl海藻糖酶最适表达条件：诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG）添加量为0.5 mmol/L,诱导温度为22℃,诱导时间为12 h。在最适表达条件下重组海藻糖酶酶活为9.1 U/mL。重组海藻糖酶酶学性质研究表明,未经纯化的重组海藻糖酶具有较好的底物特异性能,专一性水解海藻糖,海藻糖水解率在96%以上,低温条件下稳定性较好,能够长时间低温保存,最适作用温度为45℃,最适作用pH值为6.6。     

β-胡萝卜素异构体的定性分析

本研究发展并改进了以C30柱分离检测β-胡萝卜素异构体的高效液相色谱（HPLC）方法。在甲醇-MTBE-水（50：45：5,V/V/V）为流动相、检测波长为455nm、流速为1ml/min的色谱条件下,β-胡萝卜素熔融样品中至少有8种物质在10min内得到显著分离。借助液相色谱-大气压化学电离源质谱联用（HPLC-APCI-MS）法检测这8种物质被认为可能是β-胡萝卜素的异构体,通过比较它们的光谱特征和Q值,这些物质被依次鉴定为：15-顺-、13-顺-、9,15-双顺-、9,13-双顺-、全反式-、13,15-双顺-、9-顺-和9,13＇-双顺-β-胡萝卜素。     

巴氏葡萄球菌TS-82类胡萝卜素裂解酶的分离纯化及其酶学特性

巴氏葡萄球菌TS-82类胡萝卜素裂解酶经强阴离子柱、高效制备液相色谱和多肽分子筛纯化得到液相级纯酶(95.6%)。该酶比活力为125 U/g,纯化倍数为446,回收率为2.39%。纯化后的类胡萝卜素裂解酶经液相色谱-质谱联用测定,得其分子质量为655.093 D。关于酶学特性,研究发现该酶对C_(40)类胡萝卜素底物的最适温度为60℃,而作用于β-阿朴-8’-胡萝卜醛的最适温度是50℃,该酶的稳定温度为50℃以下;该酶对所测定底物的最适p H值为3.0;该酶与5种底物亲和力排列为:玉米黄质虾青素β-胡萝卜素角黄质β-阿朴-8’-胡萝卜醛;Al~(3+)和Fe~(3+)是该酶的强效催化剂,Fe~(2+)是该酶的强效抑制剂;H_2O_2在低浓度范围内(0~16 mmol/L)可促进酶活性;低体积分数乙醇(4%~16%)的添加对酶活性无明显抑制作用。结果表明该酶具有很好的耐酸性和热稳定性,能够适应果酒环境,为其工业化应用提供依据。     

大麦β-淀粉酶基因在大肠杆菌中的异源表达

大麦来源的β-淀粉酶具有稳定性高和工业应用效果好的优点,被广泛应用于食品、酿造以及粮食加工,但是其制备成本高,价格较昂贵。该研究使用大肠杆菌异源表达大麦来源的β-淀粉酶。首先通过基因合成技术获得密码子优化的大麦来源的β-淀粉酶基因,将该基因通过质粒p ET28a(+)在大肠杆菌BL21(DE3)中过量表达获得重组β-淀粉酶。其次,对重组表达的β-淀粉酶和大麦中直接提取的β-淀粉酶进行酶学性质比较分析。结果表明,重组表达的β-淀粉酶其分子质量大小与大麦中β-淀粉酶一致,即59 k Da,重组的β-淀粉酶比酶活由大麦来源的588 U/mg降为285.5 U/mg,最适作用温度降低了10℃,最适p H保持一致。所以,大麦β-淀粉酶能够在细菌中高效表达,但是其酶学性质发生较大改变。     

Bacillus altitudinis SYBC hb4碱性β-葡萄糖苷酶基因的克隆表达及酶学性质的研究

为获得耐碱性β-葡萄糖苷酶,进一步研究碱性β-葡萄糖苷酶的酶学性质。从实验室已有蜂蜜中筛选出一株耐碱性的高地芽孢杆菌Bacillus altitudinis SYBC hb4,根据Bacillus altitudinis SYBC hb4中β-葡萄糖苷酶(bglA)基因序列设计一对引物,通过PCR扩增技术,获得β-葡萄糖苷酶基因(bglA),将扩增后的bglA与质粒pColdII构建重组表达载体pColdII-bglA,并转化至大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中表达。重组表达的β-葡萄糖苷酶酶活可达12.40 U/mL;该重组β-葡萄糖苷酶最适反应温度为60℃;最适反应pH值为pH 8.0;5 mmol/L的Mg~(2+)可使酶活提高50%左右。本实验所获得的碱性β-葡萄糖苷酶比已报道的重组酶在碱性条件下稳定性更好。     

巴氏葡萄球菌类胡萝卜素降解酶的酶学性质研究

目的:从巴氏葡萄球菌发酵液中分离出可降解类胡萝卜素的酶,初步纯化,研究其生化性质,为后续研究纯酶性质打基础。方法:以β-胡萝卜素标准品为底物,通过检测最适温度、耐热性、最适p H、耐酸性,活化能等研究该类胡萝卜素降解酶的生化性质。结果:该类胡萝卜素降解酶的最适反应温度60℃,具有较稳定的耐热性。根据阿伦尼乌斯方程得到酶与底物反应的活化能Ea为81.086 k J/mol。该酶的耐酸性较强,在p H 3.0时活性最高。Fe2+抑制酶的活性,Al3+、Fe3+促进酶活性,而其它金属离子对该酶的影响较小。在40℃和p H 5.0条件下,其反应动力学常数Km为14.205μmol/L,最大反应速率Vmax为1.0101μmol/(L·min)。结论:该类胡萝卜素降解酶的动力学性质与其它来源的胡萝卜素酶相比明显不同,可能是降解β-胡萝卜素的一个新的家族。     

工业酿酒酵母重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶部分酶学性质的研究

用刚果红法测定β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力,研究重组酿酒酵母(S.cerevisiae)菌株SC-βG分泌表达的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的部分酶学性质,并与出发菌株枯草芽孢杆菌(B.subtilis)表达的原始酶的性质进行比较。结果表明,重组酶保持了与原始酶相同的底物专一性。重组酶的最适反应温度为35℃,而原始酶为55℃。重组酶的热稳定性也发生了改变,40℃热处理20min只保留63.4%的最初酶活力,但温度再升高时对热处理敏感度降低,70℃的热处理20min仍保留45.9%的最初酶活力;而原始酶50℃时稳定,60℃以上的热处理酶活力损失很大。与原始酶相比,重组酶的最适pH值下降为pH5.0,而原始酶为pH6.5;相比原始酶在pH7.0有最大稳定性,重组酶在pH5.5时有最大稳定性。重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的最适反应条件与原始酶相比更接近啤酒的实际生产条件。     

葡萄酒相关酵母β-葡萄糖苷酶活性及影响因素研究

以内蒙古西部地区分离到的6个属7个种共340株葡萄酒相关酵母菌株为材料,对产β-葡萄糖苷酶菌株进行初筛,进而采用对 硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（pNPG）法检测菌株胞外、胞壁结合及胞内β-葡萄糖苷酶活力,并对高酶活性菌株中β-葡萄糖苷酶的理 化性质进行了研究。 结果表明,分属5个属5个种（葡萄汁有孢汉逊酵母（Hanseniaspora uvarum）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、 浅黄隐球酵母（Cryptococcus flavescens）、异常毕赤酵母（Pichia anomala）及星形假丝酵母（Candida stellata））的66株酵母菌株产β-葡萄 糖苷酶,且胞内酶活性均高于胞壁结合酶活性;不同菌株中β-葡萄糖苷酶具有相同的理化性质,4%以上葡萄糖可抑制该酶的活性, 5%～15%（V/V）的乙醇添加量对该酶活性无明显影响,其最适pH值为5.0～6.0,最适温度为40 ℃。     

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。     

β-淀粉酶的表达与酶学性质

本研究在构建重组表达质粒p PIC-BBA的基础上,构建并筛选获得了高分泌表达大麦β-淀粉酶的重组巴斯德毕赤酵母GS-BBA。重组酵母在摇瓶发酵条件下,能够分泌表达180 U/m L的β-淀粉酶酶活力。进一步对该重组酶的酶学性质进行了分析,重组β-淀粉酶的最适作用温度为55℃,最适作用p H值为5.0,在不高于55℃和在p H 3.0~10.0之间有良好的热稳定性和p H值稳定性。重组酶水解淀粉的主要产物为麦芽糖,在普鲁兰酶的协助下,其水解淀粉形成麦芽糖的最大转化率为78.28%。     

黑曲霉β-葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质研究

利用硫酸铵盐析、季氨乙基-琼脂糖凝胶FF（Q-Sepharose FF）离子交换层析、苯基-琼脂糖凝胶6 FF（Phenyl-Sepharose 6 FF）疏水层析和丁基-琼脂糖凝胶HP（Butyl-Sepharose HP）疏水层析对黑曲霉来源β-葡萄糖苷酶进行分离纯化,采用十二烷基硫酸钠-聚丙酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）测定其分子质量,并对其酶学性质进行研究。结果表明,经分离纯化后得到分子质量约为116 kDa的β-葡萄糖苷酶,纯化倍数达到50.39倍,回收率为4.65%,比酶活为103.80 U/mg,该β-葡萄糖苷酶的最适反应温度为60 ℃,最适反应pH值为5.0,在温度30～50 ℃,pH 2.0～8.0之间具有较好的稳定性。     

几株植物乳杆菌β-葡萄糖苷酶的特性研究

通过比色法测定酶活,比较5株植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）产β-葡萄糖苷酶的特性,对胞内β-葡萄糖苷酶最佳反应pH和温度进行了研究,考察了氯化钠及乙醇对β-葡萄糖苷酶活性的影响。结果表明,5株植物乳杆菌都可以产生胞内β-葡萄糖苷酶,其中比酶活最高的为菌株W-4（14.168 U/g）,其次是菌株Y-12（13.015 U/g）,之后分别是菌株Y-20（11.359 U/g）、菌株1.3919（7.029 U/g）及菌株Y-22（4.630 U/g）;植物乳杆菌W-4和1.3919还可以产生胞外酶;菌株W-4的胞内β-葡萄糖苷酶的最适反应pH为4.0～4.5,菌株Y-12的最适pH为4.5,菌株Y-20和1.3919的最适pH为5.5,菌株Y-22的最适pH为5.0;菌株W-4、Y-20、Y-22及1.3919的最适反应温度均为30 ℃,而菌株Y-12的最适反应温度为37 ℃。不同含量的氯化钠和乙醇对5株植物乳杆菌的β-葡萄糖苷酶活性具有一定的抑制作用,且浓度与抑制作用呈正相关。     

β-环糊精葡萄糖基转移酶基因的克隆、表达及酶学性质

获取来自坎皮纳斯类芽孢杆菌(Paenibacillus campinasensis)的编码β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-cyclodextrin glycosyltransferase,β-CGTase)的基因cgt,并将带有His-Tag去除信号肽的cgt基因克隆到表达载体p ET28a(+)后,转入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达。通过热变性和Ni-NTA获得重组β-CGTase纯化酶,再通过SDSPAGE检测,蛋白分子量在74 k Da左右,并初步研究了重组β-CGTase的酶学性质。结果表明:重组β-CGTase的酶促反应的最适p H为7.0,并且在p H为5.5~10.0范围稳定,最适反应温度为为65℃,重组酶在55℃保温5 h时仍保持90%以上的活性。研究一些金属离子和化学试剂对重组酶的影响发现β-CGTase是一种金属酶,Ca~(2+)对酶的催化起关键作用,尤其是在低浓度下对酶的活性有促进作用。对重组酶的酶促反应动力学研究得出Km为3.75 mg/m L,Vmax为0.33 mg/(min·m L)。该研究成功实现了β-CGTase基因的异源表达,为进一步实现β-CGTase的工业化生产和应用奠定了基础。     

广东客家娘酒发酵过程中产β-葡萄糖苷酶酵母菌的筛选及酶学性质研究

采用七叶苷分离培养基初筛、4-硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷（p-NPGal）显色法复筛的方法从广东客家娘酒发酵过程中的酒糟中筛选产β-葡萄糖苷酶能力较强的酵母菌,通过26S rDNA D1/D2区基因序列分析对其进行鉴定,并对其酶学性质进行分析。结果表明,获得1株产β-葡萄糖苷酶能力较强的假丝酵母Candida apicola kj_312。该菌株所产的β-葡萄糖苷酶具有较宽的底物特异性,最适底物为对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷;最适反应温度为60 ℃,在25～65 ℃范围内,相对酶活力＞50%;最适pH值为4.5,在pH值为4.0～7.0酸性范围内,相对酶活力＞80%;1 mmol/L的Ca2+、Mn2+、Zn2+和Fe2+及100 mmol/L的Ca2+、Zn2+和Fe2+能显著提高酶活力。