泡盛曲霉液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件优化

从土壤样品中筛选得到一株高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的真菌,经鉴定为泡盛曲霉(Aspergillus awamori),命名为Aspergillus awamori CAU33。依次采用单因素试验和响应面分析法优化了其液体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件,得到该菌株产酶的最适条件为:玉米芯质量浓度55 g/L、大豆蛋白胨质量浓度25 g/L、曲拉通X-114质量浓度23 g/L、初始pH 4.5、培养温度35℃、培养时间6 d。在此条件下β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达到8 447 U/m L,为优化前的17.6倍。     

拟青霉WPG-1的鉴定及固体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶条件的优化

从土壤中筛选出一株高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的耐热真菌WPG-1,经过鉴定为拟青霉属(Paecilomyces sp.)。通过单因素试验优化拟青霉WPG-1固体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的发酵条件。结果表明,该菌株产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的最佳条件是:以燕麦粉为碳源,蛋白胨为氮源(氮素含量0.2%),初始水分含量70%,初始p H为自然,培养温度45℃为最佳产酶条件。在优化后的条件下培养5 d产β-1,3-1,4-葡聚糖酶水平高达1 324.49 U/g干基碳源。     

β-1,3-1,4葡聚糖酶在大肠杆菌中的高效分泌表达

在大肠杆菌中实现β-1,3-1,4-葡聚糖酶的高效分泌表达。将实验室自主开发的信号肽ff53与β-1,3-1,4-葡聚糖酶成熟肽基因(bgl)进行融合连接到p ET-28a(+)上;通过优化诱导表达条件,28℃、8 g/L乳糖诱导10 h,重组菌E.coli BL21/p ET-ff53-bgl发酵液上清中β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达到1093 U/m L,与IPTG诱导的重组菌E.coli BL21/p ET-bgl(583 U/m L)相比,提高了0.87倍。本研究为高密度发酵制备该酶奠定了基础。     

黄曲霉产β-1,4-木聚糖酶发酵条件的优化及其酶学特性

研究发现一株高产β-1,4-木聚糖酶的黄曲霉,拟优化其产酶条件并分析该酶的酶学特性。采用单因素法优化其摇瓶发酵条件,聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结合酶谱法判定酶的特性以及薄层色谱分析法(TLC)判定酶的水解特异性。结果表明,产酶最佳培养基为:麸皮3.5%、磷酸氢二铵3.0%、吐温-60 1.0%、NaCl 0.5%、MgSO₄·7H₂O 0.05%和KH₂PO₄ 0.075%;黄曲霉在35 ℃下培养5 d达到最高酶活力115.08 U/mL,为未优化时的9.4倍。该菌能分泌两种β-1,4-木聚糖酶,分子量约为20.1和31.0 kDa,均不同于已有报道。粗酶的最适pH和最适温度分别为MOPS 7.5和55 ℃,在pH5.5~9.0及30~50 ℃范围内能保持酶活力的稳定。该酶不仅能水解榉木木聚糖产生低聚木糖,还能微弱降解大麦葡聚糖,有助于它在木质纤维素降解领域中的应用。     

产β-1,3-1,4-葡聚糖酶特基拉芽孢杆菌Bacillus tequilensis CGX5-1发酵培养基的优化

采用响应面优化法对一株野生特基拉芽孢杆菌的发酵培养基进行优化,最终培养基各组分为:大麦粉68.4 g/L,玉米粉40 g/L,豆饼粉61.1 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4·7H2O 0.1 g/L,CaCl20.1 g/L。用优化培养基在37℃摇瓶发酵52 h,β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活达到191.96 U/mL,是优化前产酶水平的1.91倍。     

特基拉芽孢杆菌来源β-1,3-1,4-葡聚糖酶重组菌发酵培养基的优化

为了提高重组大肠杆菌(Escherichia coli BL21DE3)(pET-28a(+)-bgl)发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的能力,研究了发酵培养基中各类碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。结果表明,甘油为最适碳源,酵母粉及胰蛋白胨为氮源。优化的培养基组成是:yeast extract终浓度为20 g/L,胰蛋白胨12.5 g/L,甘油14.1 mL/L,KH2PO42.17 g/L,K2HPO42.74 g/L。三角瓶发酵产β-葡聚糖酶酶活(2 978.2 U/mL),与初始培养基(1 671.9 U/mL)相比,提高了1.78倍。研究结果表明,发酵培养基的优化对重组大肠杆菌发酵生产工业酶具有重要作用。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶在毕赤酵母中的克隆与表达

β-1,3-1,4-D-葡聚糖酶是一类专一性降解β-1,3-1,4-葡糖苷键中的β-1,4-糖苷键,产生小分子还原糖的水解酶,广泛应用于啤酒工业和饲料工业中.本研究根据毕赤酵母密码子偏好性优化β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因序列,采用PCR法将其插入毕赤酵母表达载体pPICZαA,经Sac I线性化后电击整合入毕赤酵母X-33基因组,构建重组酵母;经菌落PCR验证和摇瓶筛选,获得一株X-33/pPICZαA-bgl,甲醇诱导96h后,酶活力达308.5U/mL,经SDS-PAGE电泳,实际蛋白分子量约为33ku.β-1,3-1,4-D-葡聚糖酶最适反应pH为5.0,最适反应温度为50℃.     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶高产菌诱变选育及基因克隆表达

为获得β-1,3-1,4-葡聚糖酶高产菌株,以高地芽孢杆菌YC-9为出发菌株,通过亚硝基胍(nitrosoguanidine,NTG)和低能N+束诱变育种,筛选和选育得到两株突变株N-2-2和10-30s-3,发酵培养60 h,酶活力分别达到28.6 U/m L和36.1 U/m L,分别是出发菌株的2.36倍和2.98倍,与YC-9菌株相比,突变菌株菌体生长下降但发酵产酶量增加。进一步将β-1,3-1,4-葡聚糖酶克隆并在大肠杆菌中成功表达,经过30℃诱导6 h后,胞内酶活力达79.2 U/m L,为出发菌株的6.5倍。     

产β-葡聚糖酶耐盐鲁氏酵母的筛选及鉴定

从农家自制辣椒酱中分离纯化了一株耐盐酵母,通过β-1,3葡聚糖酶鉴定(刚果红染色法)确定其具有合成、分泌胞外β-1,3葡聚糖酶特性。Na Cl耐受性研究确定其具有高耐盐性,能经144 h的适应期后在24%Na Cl的培养基B中稳定生长120 h。经26s r RNA基因序列分析鉴定为鲁氏酵母A(Z.Rouxii A)。Z.Rouxii A发酵培养中存在二次生长现象,其生物量在24 h和48 h达到峰值,分别比18 h的6.38 g/L提高了46.55%和87.15%,而21 h后葡萄糖浓度仅维持在1.57 g/L左右,说明:Z.Rouxii A生长过程中合成、分泌的β-葡聚糖酶持续降解发酵培养基中添加的β-1,3-1,6-葡聚糖,为其二次生长提供了碳源和能源。Z.Rouxii A的β-1,3-葡聚糖酶活性曲线与生长曲线基本趋势一致,最大酶活性随着菌体自溶(12 h、24 h和48 h)而迅速降低,48 h达到酶活峰值15.23 U/m L,说明:Z.Rouxii A的β-1,3-葡聚糖酶合成与细胞生长偶联。以上数据确认该菌为产β-葡聚糖酶高耐盐鲁氏酵母。     

耐热β-1,3(4)-葡聚糖酶源真菌筛选、鉴定及产酶条件优化

利用葡聚糖作为唯一碳源的基础盐培养,在50℃培养条件下,从新乡周围土样及腐殖质中筛选到一株产β-1,3(4)-葡聚糖酶耐热真菌菌株(Paecilomycessp.FLH30)。该菌株在40～60℃能较好生长,最适生长温度45℃。产酶培养优化条件表明:在培养温度为45℃,初始培养基pH6.5,以大麦麸皮为碳源,以蛋白胨、酵母粉和玉米浆为有机氮源,发酵4d,葡聚糖酶活达132.4U/mL,葡聚糖酶最适pH和温度分别为7.0和70℃。     

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。     

以甘油为碳源生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的发酵工艺

首次利用Agrobacterium sp.ATCC 31749进行适应性驯化得到1株可单菌发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的菌株Agrobacterium sp.WS-8E3T,优化前其利用甘油生产低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量为1.648 g/L。针对驯化菌株进行了摇瓶发酵条件的优化,结果表明,甘油初始质量浓度为20 g/L,并在甘油残余量为10 g/L左右时补加20 g/L甘油,最佳复合氮源配比为4 g/L酵母粉以及3 g/L硫酸铵,最佳装液量为75 mL/500 mL,最佳产糖pH为6.30。7 L发酵罐放大验证实验中,菌体生长期最佳pH为7.0,甘油为20 g/L;产糖期pH为6.3,甘油为30 g/L,在此条件下低分子质量β-1,3-葡聚糖产量达到8.03 g/L,相比未优化前提高了386.7%。产品红外光谱分析结果与热凝胶一致,单糖组成为单一葡萄糖,聚合度分布在18～22。研究首次采用单菌发酵策略,显著提高了低分子质量β-1,3-葡聚糖的产量,为进一步低成本、大规模地发酵生产低分子质量β-1,3-葡聚糖提供了理论依据。     

酶处理纯化啤酒酵母β-1，3-葡聚糖的研究

采用酶处理对酵母残渣中β-1,3-葡聚糖进行纯化,研究了酶处理纯化的最佳工艺.结果表明:酵母残渣中添加208U/g底物的木瓜蛋白酶,在50℃、pH6.0条件下酶解8h,蛋白质去除率可达到62.82%,β-1.3-葡聚糖最终纯度为90.50%,得率为11.00%,经紫外光谱、薄层层析和性质分析为高纯度的β-1,3-葡聚糖,且回收到0.348g/L多肽、氨基酸含量丰富的蛋白水解液.     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶在工业酿酒酵母表面的诱导展示表达研究

基于絮凝素FLO1基因片段为锚定序列,构建以诱导型GAL1启动子介导的表达载体YEP-GMPFAK,并实现以半乳糖为诱导剂,β-1,3-1,4-葡聚糖酶在酿酒酵母表面的展示表达。酵母转化子发酵实验表明,在pH6.0、50℃培养条件下,经2%半乳糖诱导24 h,表面展示酶活达到最大值322.83 U/g细胞干重。酶学性质测定表明,展示表达的β-1,3-1,4-葡聚糖酶具有良好的热稳定性。     

氮源对裂褶菌产裂褶多糖和β-1,3-葡聚糖酶的影响

本论文初步探讨了利用裂褶菌发酵体系所产的内切β-1,3-葡聚糖酶对发酵产生的裂褶多糖进行适度酶解,以获得分子量适中溶解度较好的裂褶多糖的可能性。以裂褶多糖产量和β-1,3-葡聚糖内切酶和总酶活为考察指标,采用刚果红琼脂染色法和摇瓶培养,从四株裂褶菌GIM5.42、GIM5.43、GIM5.44、Sc1中筛选出多糖产量和酶活都相对较高的菌株GIM5.43,多糖产量和酶活分别为2.29g/L与0.28 U/m L。在摇瓶中考察了氮源及其添加方式对裂褶菌菌体生长、裂褶多糖产率、β-1,3-葡聚糖酶的酶活及其影响规律。结果表明:菌体生长及其分泌胞外多糖和葡聚糖酶的最适酵母浸膏和氯化铵的添加时间和添加量是不同的。为了保证多糖产率,采用分批补加策略,初始酵母浸膏浓度1.00 g/L,发酵第6 d补加0.10 g/L酵母浸膏,多糖产量为4.16 g/L,比未优化提高了61.24%,总酶活为0.34 U/m L,提高了142.86%。     

产β-葡聚糖酶高产菌株的驯化及筛选

根据刚果红与β-1,3、β-1,4-葡聚糖紧密结合而保持红色的特征,筛选β-葡聚糖酶高产菌株.本实验室保存的黑曲霉QYW-01经紫外诱变和产酶驯化,获得一株高产β-葡聚糖酶的黑曲霉QYW-01A06,在摇瓶条件下发酵液酶活力达2642U/mL,是出发菌株的2.4倍.     

微波辅助碱—酶法提取酵母β-1,3-葡聚糖工艺优化

为建立酵母β-1,3-葡聚糖高效、快速的提取方法,以细胞壁为原料,在传统碱—酶法基础上,辅助微波加热,采用响应面法优化提取工艺,通过二次回归模型分析得出最佳工艺为:微波功率420 W,加热时间5min,酶添加量2 550U/g。该条件下β-1,3-葡聚糖总糖含量预测值为87.44%,验证值为87.94%。     

β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株筛选、鉴定及酶基因克隆和序列分析

目的:筛选和鉴定β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株并对酶基因进行克隆和序列分析。方法:利用透明圈法从食堂锅炉排水口污泥中分离筛选菌株,并采用形态和生理生化特征鉴定菌株。通过PCR方法扩增酶基因,将其克隆于T-载体,用Sanger双脱氧链终止法测定序列。结果:分离筛选的β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株呈长杆状、革兰氏染色可变、兼性厌氧、产芽孢(次端生、孢囊膨大)。生理生化试验结果表明:该菌株与浸麻芽孢杆菌(Bacillusmacerans)最为相近,命名为BacillusspA3。PCR扩增获得的酶基因全长734bp,其中开放阅读框架为717bp,编码238个氨基酸。经Blast分析,该序列与多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)和浸麻类芽孢杆菌(B.macer-ans)相似性较高,分别为98%和82%。结论:成功分离了β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶源菌株BacillusspA3,酶基因序列与多粘芽孢杆菌和浸麻类芽孢杆菌有较高的同源性。     

木霉LE02 β-1，3-葡聚糖酶酶学特性的研究

对木霉菌株LE02所产β-1,3-葡聚糖酶的酶学特性进行了研究。结果表明,该酶最适反应温度为55℃、最适反应pH值为5.0。Co~(2+)、K+、Zn~(2+)、Li~+、Ba~(2+)、Cu~(2+)以及1.0mmol/L的Fe~(2+)对该酶没有影响,Cd~(2+)和10.0mmol/L的Mg~(2+)对酶具有部分抑制作用,而低浓度的Hg~(2+)、5.0mmol/L以上的Mn~(2+)和10.0 mmol/L的Fe~(3+)能强烈抑制该酶的活性。该酶只能作用于β-1,3-糖苷键,以Larinami为底物时其米氏常数K_m值为128.34μg/mL,最大反应速度V_m为23.01μg/(min·mL)。经过SDS-PAGE测定的分子质量近似为80.137ku。     

使用分离自啤酒废水的木霉菌TP09固态发酵提纯β-葡聚糖酶

使用木霉TP09固态发酵,提纯并鉴定了β-1,3-葡聚糖酶的部分性质。采用饱和度为70％的（NH4）2S04及DEAE--琼脂糖凝胶CL-6B柱层析纯化,β-葡聚糖酶相对粗酶溶液纯化了28．7倍,酶回收率为45．2％。经SDS--PAGE分析,该酶分子量近似54．6KD。酶最适反应pH为5．0,最适温度为50℃。在pH3．0-5．0、温度30℃-70℃之间酶活相对稳定。Fe3＋、Mg2＋、Mn2＋以及Cu2＋对该酶有抑制作用,Zn2＋、Ca2和Fe2＋则有激活作用。底物选择性研究表明该酶为β-1,3、β-1,4-葡聚糖酶。该酶可作用于含β-1,3、β-1,4糖苷键的底物,对含α-1,4和α-1,6糖苷键的底物无作用。以上表明分离自啤酒废水的木霉TP09生产的β-1,3-葡聚糖酶可增强不溶性β-1,3-葡聚糖的可溶性,促进了其在免疫疗法中的应用。