产气肠杆菌B19中β-甘露聚糖酶基因的克隆表达及酶学性质研究

将产气肠杆菌B19中的β-甘露聚糖酶基因(ManE)进行克隆,获得全长ManE基因序列,将ManE基因与pET28a(+)表达载体连接,转入大肠杆菌BL21(DE3)中,构建重组菌株BL21(DE3)-pET-28a(+)-ManE,并成功表达了重组β-甘露聚糖酶。结果表明:克隆得到ManE基因序列全长为2196 bp,编码731个氨基酸。通过Ni柱亲和层析法分离纯化得到纯度较高的重组β-甘露聚糖酶,其分子量大小约为82.5 ku。重组β-甘露聚糖酶的酶学性质研究结果显示:最适反应温度和最适pH分别为55℃和6.5,在温度50~55℃,pH4.0~7.0的范围内都能保持较好的稳定性。1 mmol/L浓度的Co²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ba²⁺和Ca²⁺对重组β-甘露聚糖酶的酶活有不同程度的激活作用。而K⁺、Mg²⁺和Cu²⁺对该重组酶有不同程度的阻碍作用,其中Cu²⁺对该重组酶催化活性的抑制作用最强,酶活降低到最大酶活力的65.3%。本研究实现了β-甘露聚糖酶的异源表达,这些结果为该酶的进一步工业化应用提供了重要的理论依据。     

构巢曲霉产植酸酶的酶学特性分析

从构巢曲霉AnP-16菌株发酵液中纯化单一组分的耐热耐酸植酸酶,并对酶学特性进行分析,为其在食品工业中的应用提供理论依据。通过硫酸铵盐析、离子交换层析和疏水层析纯化植酸酶,SDS-PAGE电泳测定其分子量。结果表明,从该菌株发酵液中纯化到了单一组分的植酸酶,纯化倍数60.8倍、回收率41.6%,酶分子量约52 kDa。植酸酶最适作用温度和pH分别为55 ℃和pH4.0,在pH3.0~6.0范围酶活性较高,pH2.0~7.0下孵育3 h,仍能保持80%以上活性。植酸酶耐热性好,70 ℃孵育1 h仍能保持81%活性。Hg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺和Zn²⁺ 5 mmol/L浓度下对酶活性有明显抑制作用,但Ca²⁺和Mg²⁺在1和5 mmol/L浓度时均增强酶活性;有机溶剂甲醇和乙醇在2%浓度有激活作用;SDS抑制酶活性,但其它表面活性剂(Triton X-100和Tween 80)和有机溶剂(丙酮和异戊醇)对酶活性无明显影响。植酸酶有宽泛的底物特异性,但对植酸钠的催化活性最强,其K_m值为0.576 mmol/L。基于植酸酶耐酸耐热及宽广的底物催化活性,其有望应用于粮油食品加工领域,提高食品的营养价值。     

解淀粉芽孢杆菌I型耐热普鲁兰酶的纯化及酶特性分析

对来源于菌株解淀粉芽孢杆菌HxP-21的普鲁兰酶（命名为PulBa）分离纯化，研究其酶学特性，为普鲁兰酶在淀粉加工中的应用提供理论基础。通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和葡聚糖凝胶过滤层析从菌株HxP-21发酵液中分离纯化出一种新型的普鲁兰酶。酶的纯化倍数20.8，回收率53.2%，比活力176.5 U/mg。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测得PulBa达到电泳纯，分子质量51.2 kDa。PulBa在45～70 ℃和pH 3～6范围内具有较高酶活力，最适反应温度55 ℃、pH 4.5。PulBa有良好的pH值稳定性和热稳定性，40～70 ℃孵育120 min保留最初活性的80%以上；pH 3～7范围内具有很高的稳定性，孵育6 h后仍保留60 U/mL以上活性。PulBa对各种金属离子和化学试剂表现出不同的敏感性，Mg2＋和Ca2＋能够显著增强酶活力。PulBa最适作用底物为普鲁兰糖，对马铃薯支链淀粉、玉米支链淀粉、可溶性淀粉和糖原也有一定水解活性，但对α-环糊精和β-环糊精和直链淀粉无活性。以普鲁兰糖为底物PulBa的Km和Vmax值分别为1.34 mg/mL和24.6 μmol/（min·mg）。研究表明PulBa是典型的I型普鲁兰酶。薄层层析进一步证明，PulBa专一性水解支链淀粉α-1,6-糖苷键，产生麦芽三糖。本研究确定了一种新型的普鲁兰酶，该酶在高热稳定性和酸性环境下具有高活性，在淀粉加工等生物技术产业中有较好的应用潜力。     

木薯块根中β-葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质

研究了木薯块根中β-葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质。以缓冲液从木薯块根中获得粗提酶液,粗酶酶活力为9.37 U/g木薯干重;再分别通过丙酮沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析进行纯化,β-葡萄糖苷酶酶活力为1.14 U/g木薯干重,经纯化β-葡萄糖苷酶纯度提高了14.62倍,总活力回收率为12.14%,电泳测得其分子量约70 kDa。该酶米氏常数K_m为3.60 mmol/L,V_max为12.36μmol/(min·mg protein);其最适pH为7.0,pH在6.0～8.0之间有较好的稳定性;在40℃以内有良好稳定性,在4℃存放30 d酶活力剩余81.78%。Mn²⁺和K⁺对酶有一定的促进作用,Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Na⁺、尿素和SDS对酶没有显著影响(P>0.05),而Fe³⁺、F...     

猪小肠粘膜碱性磷酸酶的分离纯化及性质研究

猪小肠粘膜经过Tris-HCl缓冲液(pH8.5)充分溶解、正丁醇除脂、冷冻离心、真空冻干等步骤处理后,先后经过Phenyl High Performance疏水层析/DEAE Fast Flow 阴离子层析/Sephacryl S-200凝胶层析纯化后得到猪小肠粘膜ALP(碱性磷酸酶),并对其蛋白二级结构及理化性质进行研究。结果表明:该酶经过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离得到ALP蛋白带,分子量约为57.0 kDa。该酶纯化倍数为68.2,比活力倍数为19.1 U/mg。利用圆二色性光谱测定纯化后蛋白二级结构,发现α-螺旋3.6%、β-折叠41.8%、β-转角21.5%、无规则卷曲33.1%。ALP在催化底物对硝基苯磷酸二钠(p-NPP)作用下最佳温度30 ℃、最佳pH为9.5;金属离子对ALP起到激活的离子为Mg²⁺和Ca²⁺,起到抑制的离子为Zn²⁺和EDTA。     

嗜热酸性普鲁兰水解酶Ⅲ的高效分泌表达及其酶学性质

本文探索了嗜热酸性普鲁兰水解酶Ⅲ Tk-PUL在枯草芽孢杆菌表达系统中的高效分泌表达条件,并对重组Tk-PUL的酶学性质进行了初步研究。通过构建Tk-PUL分泌表达信号肽筛选库,并结合高通量筛选方法,确定引导Tk-PUL在枯草芽孢杆菌中高效分泌表达的信号肽。结果表明,在信号肽AmyE的引导下,重组Tk-PUL在枯草芽孢杆菌表达系统中高效分泌表达。Tk-PUL属于单结构域双功能酶,同时具有α-淀粉酶活性和普鲁兰酶活性。重组Tk-PUL的α-淀粉酶活性的最适反应pH为4.5,最适反应温度为100℃,对应的绝对酶活为54.08 U/mg,于100℃的半衰期约为2 h。重组Tk-PUL的普鲁兰酶活性的最适反应pH为4.5,最适反应温度为100℃,对应的绝对酶活为110.39 U/mg,于100℃的半衰期约为2 h。本研究为Tk-PUL在淀粉酶法制糖工业中的应用奠定了基础。     

醋酸菌中乙醛脱氢酶的分离纯化及酶学性质

以实验室筛选得到的醋酸菌(Acetobacter pomorum)为实验菌株发酵产酶,通过细胞破壁,采用(NH₄)₂SO₄沉淀、透析、DEAE-Sepharose 离子交换层析及 Superdex G-75凝胶过滤层析分离纯化得到乙醛脱氢酶的酶液,并考察其酶学性质。该酶分子质量为221.60 kDa,单个亚基分子质量约为54.41 kDa,为四聚体结构;纯酶液比活力20.25 U/mg,纯化倍数为10.16倍,乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)的回收率为6.53%。酶学性质研究表明,ALDH促进乙醛分解的最适温度为50 ℃,40~50 ℃相对酶活力稳定性好;该酶的最适pH为7.0,当pH在5.5~7.5内酶活力表现稳定;金属离子对酶活性的影响实验表明,Na⁺、K⁺、Zn²⁺、Ba²⁺对该酶酶有不同程度抑制作用,而Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Li⁺、Cu²⁺具有促进作用;ALDH的最适底物为乙醛,相对偏好直链醛类。ALDH活性较大,为后期表达和深入研究其生物学功能提供理论和数据支持。     

热稳定性高β-甘露聚糖酶产生菌的筛选、鉴定及酶学性质研究

为开发耐高温、热稳定性高的β-甘露聚糖酶,以魔芋胶为唯一碳源,采用透明圈法,从土壤中筛选产β-甘露聚糖酶的菌株;通过16S rDNA序列及分子发育树分析对菌株进行鉴定;采用DNS法测定β-甘露聚糖酶活性并对酶学性质进行研究。结果表明,该菌能够水解魔芋胶,水解圈D/d比值平均为1.67;鉴定该菌为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)KD-1;该菌所产β-甘露聚糖酶最适pH6.0,最适反应温度60℃;在pH5.0~9.0和60~80℃,酶的稳定性良好,60、70和80℃酶的半衰期(T1/2)分别为5.5、4.3和4.2 h;10 mmol/L的Cu²⁺和Mg²⁺明显促进β-甘露聚糖酶活性,而Mn²⁺明显抑制酶活性。本研究筛选到一株地衣芽孢杆菌KD-1,其所产β-甘露聚糖酶,高温下(如80℃)热稳定性高于目前报道的β-甘露聚糖酶。     

曲霉来源果胶裂解酶PnlF的克隆表达及酶学性质分析

果胶裂解酶是一类通过β-消除机制降解果胶的多糖裂解酶，对果胶的利用具有重要意义。该研究利用真核表达载体，克隆表达了来自曲霉属Aspergillus costaricensis的酸性果胶裂解酶PnlF,经过亲和层析和凝胶过滤层析对该酶的发酵液进行了分离纯化，并对其酶学性质和降解果胶的产物进行了系统性研究。该研究成功实现了PnlF在毕赤酵母中的分泌表达，粗酶活力达到526 U/mg。PnlF的最适反应温度为50℃,最适反应pH为5.0;其酶活力在20～30℃及pH 5～6内稳定。Ca²⁺和Mg²⁺可以大幅度提高PnlF的活力；而Ag⁺和Cu²⁺则会严重抑制其活力；此外SDS、TritonX-100、苯甲磺酰氟等化学试剂对该酶活性的抑制作用较强。     

Sulfolobus tokodaii strain 7高温酸性α-淀粉酶基因在大肠杆菌中克隆表达及其酶学性质

以超嗜热古菌Sulfolobus tokodaii strain 7基因组DNA为模板,通过PCR扩增高温酸性α-淀粉酶基因ST0817,将此基因克隆至表达载体pET15b,并转化大肠杆菌Escherichia coli BL21-CodenPlus(DE3)-RIL,获得重组大肠杆菌工程菌。通过热处理、镍柱亲和层析和分子筛层析,得到纯化重组酶,SDS-PAGE分析表明,该酶分子量为53.0 kDa。酶学性质研究表明,该酶最适温度和pH分别为75℃和5.5;具有较强的热稳定性和pH稳定性,在85℃处理8 h保持50%左右活力,在pH 5.2处理120 min仍保持50%活力。此酶对不同底物水解活性不同,直连淀粉>可溶性淀粉>支链淀粉>β-极限糊精>糖原>环糊精>普鲁兰糖;该酶对有机溶剂、变性剂和金属离子具有一定抗性。     

Purification and Characterization of Bacillus acidopullulyticus Pullulanase for Enzymatic Starch Modification

The pullulanase (EC 3.2.1.41) of Bacillus acidopullulyticus was purified using anion exchange chromatography and preparative isoelectric focusing. The purified preparation migrated as a single protein band upon SDS gel electrophoresis and its molecular weight was estimated to be 102,000. Two main activity bands having pl-values 5.0 and 5.2 were detected by analytical isoelectric focusing. The enzyme was purified 4-fold with the yield 38% by this two-step purification procedure. The purified pullulanase showed maximal activity at 50°C and pH 5 and was slightly activated by Ca₂₊. It was stable at 50°C but totally lost its activity at 60ºC in one hour. This purified pullulanase efficiently hydrolyzed the α-1,6-glucosidic bonds of pullulan and gelatinized starch.     

Purification and Characteristics of Feruloyl Esterase from Aspergillus awamori G-2 Strain

ABSTRACT:  For food industry production processes and other uses, a mold that produces high levels of feruloyl esterase was obtained from laboratory mold collections and other sources. It was Aspergillus awamori G-2 that produces high levels of feruloyl esterase. The feruloyl esterase was purified using ion-exchange chromatography, size-exclusion chromatography, and HPLC chromatography. The enzyme was identified as a monomer protein using size-exclusion chromatography. Its optimum temperature and pH were, respectively, 40 °C and pH 5. Its activity was stable at pH 3 to 5. The enzyme was combined with xylan and starch, but it was absorbed by cellulose. The km of the feruloyl esterase was 0.0019% (0.01 mM). The enzyme showed stable activity at pH 3 and 50 °C, making this enzyme useful for food production.     

一种耐热性植酸酶的分离纯化及其酶学性质研究

采用半固态发酵方式培养泡盛曲霉(Aspergillus awamori)AS3.324,通过有机膜超滤、阴离子交换层析、凝胶层析后,得到纯化的植酸酶。酶学性质表明,其反应最适温度为50-55℃,最适pH为5.5,在37℃下以植酸钠为底物的Km值为1.03 nmol/L,Vmax为2.13μmol/(L.min)。EDTA基本不影响植酸酶活性;Ca2+,Mg2+,Mn2+对植酸酶活性有轻微的抑制作用;Fe2+,Zn2+对酶促反应有显著的抑制作用。对该酶的耐热性研究表明,经较高温度条件处理后,仍有较高残余酶活性,与当今商品化的植酸酶相比,有较强的耐热性。泡盛曲霉植酸酶作为动物饲料添加剂具有广泛的应用前景。     

一种高耐热普鲁兰酶的克隆表达、酶学性质及其在粉丝制作中的应用

为了获得一种适合在粉丝制作中使用的高耐热普鲁兰酶,对Thermus thermophilus的普鲁兰酶基因进行了异源表达及应用性质研究。以T.thermophilus XQ5331基因组DNA为模板,通过PCR方法扩增获得普鲁兰酶编码基因TtP5331,在大肠杆菌中实现高效表达。重组酶TtP通过离子交换层析获得初步纯化。酶学性质研究结果显示,重组酶最适作用温度为75℃,最适pH6.5,在最适条件下比酶活为17 U/mg。重组酶TtP在90℃下保温10 min仍能保留约60%的酶活,沸水浴5 min可以完全灭活。在传统粉丝制作工艺基础上,采用先加酶后制芡糊的方式制作粉丝,按照每克芡糊淀粉1 U的量添加TtP处理芡糊,制作的粉丝的断条率为4.5%,与添加明矾获得的粉丝基本一致。以上结果说明,在酶法粉丝制作工艺中,TtP适合在芡糊制作前在淀粉悬液中添加,是一种用量小、使用简便的明矾替代物。     

一株产普鲁兰酶菌株的筛选鉴定、酶学性质及海带多糖酶解产物的抗氧化活性

本研究从连云港海泥中筛选产普鲁兰酶菌株,利用形态学、生理生化特征、基因序列(16S rRNA和 gyrB)进行分析鉴定。利用产酶菌株发酵制备普鲁兰酶,初步纯化后分析其酶学性质。利用该普鲁兰酶粗提物对海带多糖进行水解,并对其水解产物进行抗氧化活性分析。结果表明:筛选得到一株产普鲁兰酶的巨大芽孢杆菌P6(Bacillus megaterium),经发酵纯化后普鲁兰酶比活力为62.3 U/mg,分子量约为43 kDa。该酶的最适反应温度为45 ℃,最适pH为6.5,在温度40 ℃下保温5 h,相对残余酶活达95%以上,而60 ℃下保温1 h,酶全部失活。在pH6~7.5之间保温12 h后,该酶仍有40%以上的相对残余酶活。DPPH和·OH自由基清除实验表明:海带多糖经普鲁兰酶水解后抗氧化活性显著增强(p<0.05),为普鲁兰酶在食品工业中的应用研究提供了新的方向。     

烟曲霉5’-磷酸二酯酶的分离纯化和酶学性质的研究

研究了烟曲霉5’-磷酸二酯酶的纯化及性质。烟曲霉固体发酵提取的胞外核酸酶的粗酶液经0.22μm微滤膜过滤、截留分子量为10ku和4ku的膜超滤、硫酸铵沉淀、DEAE-纤维素离子交换层析和DEAE-Sepharose CL-6B层析等方法分离。结果表明,5’-磷酸二酯酶酶液的比活力为1036.76U/mg、纯化倍数为82倍,纯化回收率为7.82%。纯化的酶经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测显示为单一条带,该酶经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和Sephadex G-100凝胶层析测定,其相对分子质量约为9.5ku,由单一亚基组成。酶学性质研究结果表明,该酶反应最适pH为5.0,在pH5.0⁹.0之间酶活稳定;最适反应温度为60℃,在低于55℃下酶活较为稳定;该酶的Km为13.60mg/mL,Vmax为0.71mmol（/mg·min）;Fe3+、Fe2+和Zn2+对该酶有抑制作用,而K+对该酶有轻微的促进作用。      

黑曲霉N5-5单宁酶的纯化及酶学性质测定

采用中空纤维膜超滤和葡聚糖凝胶层析相结合的方法对黑曲霉N5-5单宁酶进行纯化,然后对纯酶性质进行测定。结果显示,黑曲霉N5-5单宁酶用该方法纯化后,可纯化近20倍,酶活力可回收23.30%。对纯酶作十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,可知黑曲霉N5-5单宁酶为分子质量64.2 k D的单肽链蛋白。纯酶的酶促反应最适温度为45℃,且在25~45℃范围内热稳定性良好;酶促反应最适p H值为5.0,且在p H 5.0~5.5范围内酸碱稳定性良好。另外,反应动力学测定结果表明,该酶对底物没食子酸丙酯的米氏常数K_m为0.916 mmol/L,最大反应速率vmax为0.877 mmol/(L·min)。