α-半乳糖苷酶酶学性质及催化反应特性

近年来,α-半乳糖苷酶的生产、应用等技术问题备受关注.将国外学者对α-半乳糖苷酶的酶学性质及催化反应特性报道做以概述,为我国α-半乳糖苷酶的性质研究和应用提供一点参考.     

产β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选及其益生性研究

分析比较了实验室保存的13株乳酸菌β-半乳糖苷酶的活性,并对β-半乳糖苷酶活性较高的菌株进行耐受性、疏水性及凝乳效果的测定。结果表明,德氏乳杆菌保加利亚亚种ML12-2-2和嗜热链球菌KC4的β-半乳糖苷酶活性较高,对酸和胆盐耐受性较好,对碳氢化合物也表现出很好的疏水性,同时对脱脂乳具有较好的凝乳性能。这两株菌种具有作为益生菌用于乳品发酵的潜力。     

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。     

β-半乳糖苷酶产生真菌的筛选及酶学性质研究

以乳糖为唯一碳源,从土壤中筛选出产β-半乳糖苷酶的37株真菌,从其中合成低聚半乳糖能力较强的Q5菌株提取胞内酶,进行酶学性质的研究,结果表明,该酶的最适pH为4.5,最适温度为55℃,在pH3-8、低于60℃时稳定;该酶被Fe2+、EDTA激活,受Pb2+、Zn2+抑制,其中被Pb2+完全抑制。     

耐热乳酸菌的筛选及其β-半乳糖苷酶性质分析

本研究从鸡粪样品中分离高产β-半乳糖苷酶的耐热乳酸菌,经16S r RNA序列鉴定,分离得到的6株菌株均为罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）。初步分析分离菌株所产β-半乳糖苷酶,其最适p H均为6.5。热稳定性实验发现,菌株MF1567产生的β-半乳糖苷酶在55℃温育1 h,仍保持51.2%的酶活力。分析菌株MF1567的β-半乳糖苷酶氨基酸序列和蛋白质结构,发现该菌株中β-半乳糖苷酶Lac Z存在22个氨基酸替代,其二级结构α-螺旋的比例较高（26.5%）。结果显示,蛋白质一级和二级结构的改变可能是该酶具有较好耐热性的原因。      

耐高温β-半乳糖苷酶菌株筛选及酶特性研究

采用乳糖作为单一碳源、X-gal做显色剂,从奶牛场土壤中筛选到90株产β-半乳糖苷酶的菌株。根据菌落在初筛平板上菌落蓝色深浅和蓝色圈直径,复筛出10株酶活较高的菌株。以ONPG为底物,测定该10株菌发酵液β-半乳糖苷酶的水解活性及稳定性,复筛出1株革兰阳性好氧细菌,命名为菌株XG24。通过形态学、生理生化实验以及菌株16SrDNA序列分析,菌株XG24鉴定为嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)。所产酶最适反应温度和pH分别为65℃和6.5℃;该酶在实验所用温度40~75℃内酶活性稳定,70℃孵育1h,残留酶活仍有80%;在pH4.0~8.0之间酶活相对稳定。浓度为1mmol/L的Mg2+、Fe2+、Co2+以及Mn2+离子对酶有强烈的激活作用,但Hg2+、Cu2+及Ag+抑制酶活性。酶活还受到高浓度的乳糖水解产物葡萄糖和半乳糖一定的反馈抑制作用,其他糖对酶活性没有明显影响。这些酶的优良生化特性赋予了该酶在乳品工业中具有重要的应用价值。     

提高α-半乳糖苷酶稳定性的研究

研究了臭曲霉ZU—Gl产α-半乳糖苷酶的热稳定性提高方法及其相应措施。针对提高α-半乳糖苷酶制剂热稳定性的问题,研究了添加物质对酶热稳定性的影响。结果表明,甘露醇对α-半乳糖苷酶的保护效果最好,其次是棉籽糖、海藻糖和蜜二糖;L-半胱氨酸、黄原胶和甘油也起到了较好的保护作用。采用正交实验设计优化出最佳保护剂配方,即1.75mmol/L的海藻糖,1.5mmol/L的甘露醇和2mmol/L的棉籽糖。复合保护剂的添加使α-半乳糖苷酶在30～60℃时酶活保留率提高11.6%～21.7%;在pH3.0时酶活保留率提高52%。α-半乳糖苷酶在28℃、36.2℃和45℃下贮存,添加保护剂组酶活损失50%的时间分别为89.5d、38.4d和8.4d,对照组分别为40.9d、23.3d和7.79d。     

α-半乳糖苷酶的研究进展概况

论述了α-半乳糖苷酶性质、应用及国内外的研究概况,并简单介绍了本实验室利用生物技术将毛霉中克隆到的α半乳糖苷酶基因转化至酵母高效表达的研究情况.     

产低温β-半乳糖苷酶菌株的筛选及其酶学性质研究

从新疆高寒冻土、冷冻乳制品及生乳中分离到101株耐冷菌,利用低温β-半乳糖苷酶筛选模型,获得1株低温酶高产菌株L2004,根据其形态特征、生理生化特性,鉴定为短芽孢杆菌属(BrevibacillusShida,1996)。在以乳糖为主要碳源的发酵培养基中,L2004菌最适生长温度和最适产酶温度分别为20、15℃。该低温酶的最适pH值为6.5,最适作用温度为33℃,0℃相对酶活为总酶活的25%,在0～0℃范围内,具有较好的稳定性。不同金属离子对β-半乳糖苷酶活性的影响为:Mn2 >Mg2 >K >Na >Ca2 >Fe2 >Hg2 >Cu2 >Zn2 。Mn2 、Mg2 增强酶活,而Hg2 、Cu2 、Zn2 抑制酶活。该酶Km值为5.29mmol/L,具低温酶特性。     

一种来源于青霉的β-半乳糖苷酶酶学性质研究

从土壤里筛选到20株产β-半乳糖苷酶的菌株,其中β-半乳糖苷酶活力最高的是菌株L7,通过形态学观察和18SrDNA序列分析,得出该菌株为斜卧青霉;并研究了其β-半乳糖苷酶的酶学性质。结果表明:β-半乳糖苷酶最适作用温度为60℃,最适pH为6.0,在60℃以下和pH3.0 7.0有较高的稳定性;Mg2+、Mn2+对β-半乳糖苷酶活性有显著的激活作用,Cu2+、Fe2+、和Zn+对酶活有较强的抑制作用;以ONPG为底物采用双倒数做图法测得Km为6.25mmol/L;经过聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,该酶蛋白的分子量约为110kDa。     

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。     

高产α-半乳糖苷酶菌株的筛选鉴定及发酵培养基的优化

从紫花苜蓿草种植土壤中筛选得到一株产α-半乳糖苷酶的菌株A1-19,结合形态学特征及分子生物学对其鉴定,并优化其发酵培养基。结果表明,菌株A1-19被鉴定为黑曲霉（Aspergillus niger）。对基础发酵培养基中碳源、氮源、无机盐及诱导物进行单因素优化,结果显示,其最佳碳源为乳糖,氮源为牛肉膏,无机盐为MgSO4、Na2HPO4、MnCl2,诱导物为水苏糖。最佳培养基配方为乳糖15.0 g/L,牛肉膏10.0 g/L,MgSO4·7H2O 1.0 g/L,Na2HPO4 0.5 g/L,MnCl2 1.0 g/L,水苏糖0.8 g/L。在此优化的培养基下,菌株A1-19产α-半乳糖苷酶酶活力7.85 U/mL,是优化前发酵酶活力的6.77倍。     

α-半乳糖苷酶固定化的研究进展

α-半乳糖苷酶催化α-半乳糖苷键的水解,可将豆制食品及饲料中的抗营养因子α-半乳糖苷类转化分解,改善营养成分使其易于消化吸收。近年,α-半乳糖苷酶的固定化更是成为研究的热点。作为固定化酶技术的重要组成部分,载体及固定化方法的选取在很大程度上直接影响着固定化酶的活性及稳定性。综述了近些年国内外有关α-半乳糖苷酶固定化方法、固定化载体材料的研究现状和发展趋势,以期对固定化α-半乳糖苷酶的酶活性及稳定性提高提供参考。     

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%。     

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。     

低温β-半乳糖苷酶菌株的筛选

从内蒙古宝格达山高山冻土以及乳制品中分离到25株嗜冷菌,利用产低温β-半乳糖苷酶的模型筛选,获得1株低温酶高产菌株C.在以乳糖为主要碳源的发酵培养基中,该低温酶的最适pH值为6.4,最适作用温度为32℃,不同金属离子对酶活影响:Mn2+＞Mg2+＞K+＞Na2+＞Ca2+＞Fe2+＞Cu2+＞Zn2+.4℃相对酶活为总酶活的30%.     

臭曲霉ZU-G1 α-半乳糖苷酶的分离纯化及酶学性质

为明确臭曲霉ZU-G1分泌的α-半乳糖苷酶的酶学性质,采用硫酸铵沉淀、分子筛层析和阴离子交换层析等方法进行分离纯化.试验结果表明:α-半乳糖苷酶的分子质量136.71 kDa,反应最适pH 5.0,最适温度60℃;在30～40℃环境中热稳定性较好,在pH 6.0环境中酸碱稳定性较好.该酶受Ag+和十二烷基磺酸钠的强烈抑制(抑制率分别为100%和93%)、Cu2+的明显抑制,而Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、K+、Na+、棉籽糖、乙二胺四乙酸和巯基乙醇对酶活性影响较小.该酶对pNPG的米氏常数Km=33.48 mmol/L,最大反应速度Vmax=238.09 mmol/(L·min).本试验结果为α-半乳糖苷酶在饲料和食品中的应用提供了一定的理论基础.     

α-半乳糖苷酶的催化机理及底物特异性

α-半乳糖苷酶属外切糖苷酶类,普遍存在于动、植物及微生物中,在食品、饲料、医药、造纸等领域应用广泛。论述了α-半乳糖苷酶的催化机理、底物特异性方面的研究进展,并讨论了其在食品工业中的应用及发展前景。     

唾液乳杆菌XH4B的α-半乳糖苷酶纯化及性质研究

本研究通过超滤、Sephedax G200凝胶过滤层析纯化来源于唾液乳杆菌XH4B(GeneBank索引号:JX125456)的α-半乳糖苷酶,并对其酶学性质进行了研究。结果表明,超滤时采用100 kDa的滤膜,分子量大于100 kDa的组分有酶活。利用Sephadex G200进行柱层析洗脱至370~400 min时得到的组分表现出明显的α-半乳糖苷酶活力。SDS-PAGE电泳结果表明,该酶的蛋白质单体分子量为70~80 kDa,未变性的酶蛋白应为多聚体,总分子量大于100 kDa。利用酶比活力计算的结果,相对于粗酶,超滤纯化效率为149.80%,柱层析纯化效率为391.91%。经响应面优化,确定唾液乳杆菌XH4B来源的α-半乳糖苷酶最佳酶促反应条件为:柠檬酸缓冲液pH值5.5,离子强度0.15 mol/L,反应温度52℃。该酶对pNPG的Km值为0.817。相对于纯水,各类金属离子中,仅有K+和Na+对酶活力有正向的激活作用,酶活力分别达到了102.50%和104.18%。EDTA(96.54%),Mg2+(91.53%),Ca2+(82.51%),以及DTT(79.38%)能够较大限度保留酶活力,而Zn2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+和Vc则显著阻碍了酶促活力,仅能保留5~7%。     

重组α-半乳糖苷酶酶解大豆低聚糖研究

本研究应用本实验室基因重组咖啡豆α-半乳糖苷酶对棉籽糖和水苏糖进行了酶解,应用薄层层析(TLC)和高效液相色谱(HPLC)法检测了酶解前后大豆低聚糖的变化情况,结合大豆制品传统加工工艺,提出了酶的添加方式和工艺。