嗜热脂肪芽孢杆菌耐热β-半乳糖苷酶功能位点的累积进化研究

针对嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)来源耐热β-半乳糖苷酶Bga B底物结合位点构建突变体,研究底物结合位点累积突变的功能进化及水解活性的变化规律。实验结果表明:Y272A与E351R的累积突变体比酶活为野生型酶的3.67倍,为单点突变体Y272A的2倍;Y272A/E351R突变体的Km值增大,其对乳糖的亲和力下降,但由于Kcat值增大,使累积突变体Y272A/E351R催化效率提高为野生型酶催化效率的7.8倍。本研究结果表明底物结合位点间的累积突变可改变底物亲和性,并对水解催化活性进化起到正向促进作用。     

米曲霉β-半乳糖苷酶的性质及其水解作用

β-半乳糖苷酶能够水解牛乳和其它乳制品中的乳糖,同时还具有转半乳糖苷作用。本文通过实验分析了米曲霉β-半乳糖苷酶的酶学性质,并证实了其对乳糖的水解作用。     

一株产α-半乳糖苷酶菌的分离与选育

主要研究了α-半乳糖苷酶产生菌的筛选及选育。以发酵豆制品和用于食品酿造的菌株为材料,通过在平板上显示蓝色作为初筛依据,结合摇瓶复筛获得1株产α-半乳糖苷酶酶活高的曲霉菌株,其96h酶活达到22.27U/mL,初步鉴定为臭曲霉,并定名为AspergillusfoetidusZU-G。该菌株经60Co-γ辐射诱变和N+离子束诱变,其酶活比各出发菌株分别提高了20.7%和23.4%,分别达到26.88U/mL和33.18U/mL。     

适冷β-半乳糖苷酶及其在食品工业中的应用

β-半乳糖苷酶,又称乳糖酶,广泛存在于细菌、真菌、酵母菌等微生物中,主要功能是乳糖水解和合成低聚半乳糖。利用β-半乳糖苷酶生产低乳糖牛奶等乳制品成为解决乳糖不耐受问题最有效的途径,然而常用的商业化β-半乳糖苷酶的最适反应温度大多较高,对pH的要求比较严格,存在生产成本较高、消耗能量高等问题。适冷β-半乳糖苷酶在低温下也具有较高的酶活性,广泛应用于食品行业中,尤其在乳品工业。在低温下水解乳糖,生产低乳糖或无乳糖乳制品,供乳糖不耐受者食用,可降低成本、节约能源,具有重要意义。该文综述了β-半乳糖苷酶的微生物来源、特性、催化特性的研究现状,对适冷β-半乳糖苷酶的来源、特性、耐冷机制及工业化应用进行了系统阐述,并对其前景进行了展望。     

β-半乳糖苷酶催化制备甜菊双糖苷

甜菊双糖苷是具备某些生理活性的萜类化合物,同时也是制备一些抗结核、抗菌药物的中间体。本文用单因素实验考察了β-半乳糖苷酶催化水解甜菊苷制备甜菊双糖苷的工艺条件,结果表明:在反应温度40℃,pH7.0,底物浓度25mg/mL,加酶量8440U/gSt,水解时间12h,甜菊苷转化率为98.4%,甜菊双糖苷产率达94.9%。     

β-半乳糖苷酶的固定化及其在制备低乳糖牛奶中的应用

利用海藻酸钠和壳聚糖两种固定化载体对三种β-半乳糖苷酶(Maxilact酶、Lactozym酶和来源于米曲霉的β-半乳糖苷酶)进行固定化,研究温度和p H对酶活力的影响,游离酶和固定化酶水解牛奶中乳糖制备低乳糖牛奶,以及固定化酶的重复利用性。结果表明:与游离酶相比较,固定化酶在最适反应温度、最适反应p H、乳糖水解和重复利用性方面均有提高,表现出良好的稳定性。相比之下,壳聚糖固定化酶比海藻酸钠固定化酶的效果好,其中壳聚糖固定化Maxilact酶效果更为突出,该酶的最适反应温度为60℃,最适反应p H为7.0,在相同加酶量的条件下水解牛奶2 h后,乳糖水解率达99.93%,重复利用5次后,乳糖水解率仍能达到99.28%,重复利用性高,可以减少成本。此次研究为利用固定化酶工业化生产低乳糖牛奶奠定了一定的基础。     

酵母乳糖酶对牛乳乳糖水解作用的研究

采用乳酸克鲁维酵母的乳糖酶(β-乳糖苷酶)对乳糖溶液、喷雾干燥脱脂奶以及全脂奶进行了试验,以确定将乳糖转化成单糖的最适条件。当牛奶中酶浓度为3u/ml时,于40℃反应2小时或4℃反应24小时,约60％的乳糖得以水解。随着乳糖浓度的增高,水解程度也有所提高。当酶浓度为10U/ml时,于40℃反应2小时,90％乳糖得以水解。用自制的乳酸克鲁维酵母的乳糖酶和加拿大lactaid Inc.生产的乳糖酶制剂lactaid水解乳糖无大的差异。     

芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶的性质及其在合成低聚半乳糖中的应用

低聚半乳糖是一种重要的益生元,芽孢杆菌(Bacillales sp.)来源的β-半乳糖苷酶具有转半乳糖苷活性,能合成低聚半乳糖。研究了一个新的芽孢杆菌来源的β-半乳糖苷酶的表达、酶学性质及其在合成低聚半乳糖中的应用。从芽孢杆菌中克隆了一个糖苷水解酶35家族的β-半乳糖苷酶基因(BABgal35A),并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。多重序列比对结果表明:BABgal35A与环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)来源的β-半乳糖苷酶同源性最高,为79.9%,是一个新型的β-半乳糖苷酶(命名为BABgal35A)。粗酶液经Ni-IDA亲和层析纯化得到电泳级纯酶,蛋白电泳分析表明其分子质量为60kDa左右,最适pH值和温度分别为5.0和55℃,并且该酶在pH 值为4.5~8.0,温度为20~45℃时稳定性好。BABgal35A对oNP-β-galactopyranoside具有较高的催化活性。该酶以乳糖为底物合成低聚半乳糖的产率达34%。研究结果表明,芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶在低聚半乳糖的制备中具有潜在的应用价值。     

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。     

驼乳中产转糖基活性β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选鉴定及其酶学特性分析

分离筛选高产转糖基活性β-半乳糖苷酶的乳源微生物,为高效合成低聚半乳糖（galacto-oligosaccharides,GOS）提供新酶源。以添加5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal）的乳糖为碳源的乳酸细菌培养基（MRS）进行初级分离筛选,以产酶菌株粗酶液催化乳糖转糖基反应产物的薄层层析进行复筛,单因素优化最佳产酶条件和转糖基反应条件,硫酸铵分级沉淀纯化β-半乳糖苷酶并对其酶学特性进行初步分析。筛选获得产转糖基活性β-半乳糖苷酶乳酸菌20?株,选择产酶水平较高、转糖基活性最强的产β-半乳糖苷酶菌株L6进行进一步研究。生理生化和分子生物学鉴定确定L6菌株为Lactobacillus kefiri。该菌株在2?g/100?mL乳糖、1?g/100?mL氮源（蛋白胨、牛肉膏和酵母浸粉）及初始pH?5.5的条件下,37?℃培养20?h,产酶水平最高可达（3.81±0.02）U/mL。L6菌株所产β-半乳糖苷酶催化反应的温度范围较宽,45～70?℃均能保持50%以上相对酶活力。以45?g/100?mL乳糖为底物,该酶在65?℃、pH?7.0条件下,反应4?h生成转移二糖的得率为13.51%（m/m,下同）,转移三糖为13.85%,转移三糖以上的GOS为4.15%。     

米黑根毛霉甘露聚糖酶的定向进化、高效表达与应用

为提高米黑根毛霉甘露聚糖酶（RmMan5A）对魔芋粉的水解效率,利用定向进化技术对该酶进行分子改造,经两轮筛选获得了一个对甘露聚糖酶催化效率显著提升的突变体（RmMan5AM2）。该突变体的最适pH为7.0,最适温度为65 ℃,较野生型甘露聚糖酶提高了10 ℃。该突变体继承了野生型甘露聚糖酶的高比酶活力,对槐豆胶的比酶活力达10 371.4 U/mg。在最适条件下,该突变体对槐豆胶、魔芋粉和瓜尔胶的催化效率分别提高了37.4%、28.9%和34.4%。进一步将该突变体在毕赤酵母中进行高效表达,经过156 h高密度发酵,发酵液胞外酶活力达176 000 U/mL,是目前产甘露聚糖酶的最高水平。利用该突变体水解魔芋粉成功制备魔芋甘露寡糖,产物主要为聚合度2~6的甘露寡糖（相对峰面积>85%）,总得率为88.5%。该突变体具有优良的酶学性质,对魔芋粉的水解效率显著提升,在魔芋甘露寡糖的酶法制备中具有很大的应用潜力。     

原生质体诱变选育高产α-半乳糖苷酶米曲霉菌株

介绍了以原生质体诱变技术选育高产α-半乳糖苷酶的米曲霉菌株,并研究了其发酵特性。以米曲霉FY-65为出发菌株,通过原生质体诱变,选育得到一株α-半乳糖苷酶活力较高的米曲霉突变株FY-UV15。该菌株具有良好的遗传稳定性,酶活力达到102 IU/g干曲,比出发菌株FY-65提高了25%。该研究为发酵生产α-半乳糖苷酶打下了良好的基础。     

奶酪中高产β-半乳糖苷酶菌株的筛选及发酵条件的优化

以新疆哈萨克族奶酪样品为原料,通过蓝白斑筛选找到9株产β-半乳糖苷酶的菌株.经过摇瓶发酵测定β-半乳糖苷酶的水解活性,筛选出一株酶活力较高的菌株y-2,经鉴定为马克斯克鲁维酵母.通过研究温度、pH、破壁时间、乳糖浓度、金属离子和接种量6个参数对这株菌酶活的影响,以优化合成培养基中β-半乳糖苷酶的产生.通过单因素试验进行...     

重组β-半乳糖苷酶的制备及转化条件优化

以前期构建的产Bacilluscirculansβ-半乳糖苷酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET-20b-lac为菌种,进行摇瓶发酵诱导培养,培养24 h胞外上清酶活达15 U/mL。利用制备的β-半乳糖苷酶粗酶液进行酶转化实验。优化了酶转化条件,考查了初始pH、反应温度、乳糖质量浓度、加酶量和反应时间等因素对低聚半乳糖产率的影响。确定最优转化条件为:初始pH 6.5、反应温度55℃,起始乳糖质量浓度为700 g/L,加酶量为8 U/mL。在此条件下反应16 h,低聚半乳糖转化率可达57%。     

β-半乳糖苷酶的固定化及其在乳清行业中的应用

利用海藻酸钠和壳聚糖2种固定化载体对2种β-半乳糖苷酶(Lactozym酶和源于米曲霉的β-半乳糖苷酶)进行固定化,研究了温度和pH对酶活力的影响、游离酶和固定化酶水解乳清中乳糖以及固定化酶的重复利用性。结果表明:与游离酶相比较,固定化酶在最适反应温度、最适反应pH,乳糖水解和重复利用性方面均有不同程度的变化,表现出良好的稳定性。相比之下,壳聚糖固定化酶比海藻酸钠固定化酶的效果好,其中壳聚糖固定化源于米曲霉的β-半乳糖苷酶效果更为突出,该酶的最适反应温度50℃,最适反应pH为3.0,在相同加酶量的条件下水解乳清2 h后,乳糖水解率为72.99%,重复利用6次后,乳糖水解率仍能达到68.58%,重复利用性高,减少成本。研究为利用固定化酶工业化水解乳清中乳糖奠定了一定基础。     

米曲霉β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的工艺研究

研究了反应时间、乳糖浓度、温度、加酶量、pH对低聚半乳糖合成的影响,结果表明,加酶量、乳糖浓度、反应温度的影响较大。通过正交实验确定的米曲霉β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的最佳工艺条件为:pH6.0、温度55℃、乳糖浓度40%、加酶量40U/g、反应时间32h。在最佳工艺条件下,低聚半乳糖的合成率为32.4%。     

高产β-半乳糖苷酶植物乳杆菌的筛选及其酶学性质研究

β-半乳糖苷酶不仅能通过分解乳制品中乳糖解决乳糖不耐症问题,同时能通过转糖苷作用合成具有益生功能的低聚半乳糖。从8株植物乳杆菌中筛选出高产β-半乳糖苷酶菌株K2,比活力高达6620 U/g,并对β-半乳糖苷酶酶学性质进行研究。结果表明:β-半乳糖苷酶最适和最稳定的pH值为6.5,最适温度为60℃,而在40℃稳定性最强。Mg2+对β-半乳糖苷酶活力有明显促进作用,而Cu2+有强烈抑制作用,通过推导求得米氏常数Km,oNPG=1.15 mmol/L,最大反应速率Vmax,oNP=6.34μmol/(min.mg)。研究结果为具有解决乳糖不耐受症的植物乳杆菌微生态制剂的开发奠定了基础。     

产β-D-半乳糖苷酶马克斯克鲁维酵母的分离鉴定及其产酶特性

从藏灵菇中分离筛选到的一株高产β-D-半乳糖苷酶菌株ZX-5,经ITS DNA序列分析,鉴定为马克斯克鲁维酵母。对产酶培养基的最佳碳源和氮源优化结果为半乳糖2.0%,胰蛋白胨1.0%;产酶优化条件:温度30℃,培养基初始pH 6.5,装液量30%,转速100 r/min,接种量2.0%,发酵36 h。粗酶液酶活力为2.60 U/mL;经硫酸铵分级沉淀和DEAE离子交换层析,获得纯化酶的比活力为157.35 U/mg。酶最适反应温度35℃,最适pH 6.0,在20~40℃和pH 5.0~7.0的范围内酶的稳定性较好;Mn2+对酶的活性有促进作用。利用菌株ZX-5β-D-半乳糖苷酶分解乳糖并合成低聚半乳糖(galacto-oligosaccharide,GOS),在35℃、乳糖质量浓度60 g/100 mL、酶浓度1.0 U/mL条件下,乳糖水解率达68.34%(50 h),GOS产率达34.70%(40 h),具有潜在的应用前景。     

黑曲霉产α-半乳糖苷酶发酵条件研究

对从黄酒麦曲中筛选得到的黑曲霉wx-07产α-半乳糖苷酶的发酵条件进行了研究。结果表明,蔗糖是产酶的最适碳源,胰蛋白胨是最适氮源,产酶的最佳发酵条件为在250mL三角瓶中装入75mL培养基,接种量约为106个/750mL孢子,30℃、150r/min振荡培养96h,α-半乳糖苷酶活力达到2.40U/mL,是优化前的约3.08倍。     

半乳糖苷酶基因重组酵母的酒精发酵

半乳糖苷酶催化半乳糖苷键的水解,包括α-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶。就半乳糖苷酶的应用研究,尤其是半乳糖苷酶遗传修饰酵母在酒精发酵中的作用进行了简要综述。