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。     

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.     

鲜地黄中β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶的分离纯化和性质研究

目的从鲜地黄分离纯化β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶,并研究其性质。方法通过磷酸盐缓冲液提取、两步硫酸铵盐析和两步凝胶柱层析,分离纯化鲜地黄中β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶。以pNPG为底物,研究两种酶的最适反应温度及温度稳定性。结果与结论从鲜地黄中分离得到1种β-葡糖苷酶和3种α-半乳糖苷酶同工酶。研究发现β-葡糖苷酶热稳定性较差,在50℃即迅速失活;而α-半乳糖苷酶在50℃总酶活性最高,热稳定性较好,70℃以上时活性迅速下降。     

鲜地黄中β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶的分离纯化和性质研究

目的从鲜地黄分离纯化β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶,并研究其性质。方法通过磷酸盐缓冲液提取、两步硫酸铵盐析和两步凝胶柱层析,分离纯化鲜地黄中β-葡糖苷酶和α-半乳糖苷酶。以pNPG为底物,研究两种酶的最适反应温度及温度稳定性。结果与结论从鲜地黄中分离得到1种β-葡糖苷酶和3种α-半乳糖苷酶同工酶。研究发现β-葡糖苷酶热稳定性较差,在50℃即迅速失活;而α-半乳糖苷酶在50℃总酶活性最高,热稳定性较好,70℃以上时活性迅速下降。     

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-半乳糖苷酶的液体发酵条件和酶学性质研究

研究了臭曲霉ZU-G1液体发酵产α-半乳糖苷酶的最佳生产条件及其酶学性质.试验结果表明,最适发酵条件为温度28℃.转速200 r/min,装液量30 mL(250 mL三角瓶),接种量6.6%,种子培养18 h后接种,发酵144 h后α-乳糖苷酶酶活达到最大值.在此发酵条件下α-半乳糖苷酶最适pH 5.0,于28℃放王7 h,在pH 3.5～6.0内稳定性较好;该酶的最适温度为60℃,在50℃以下存放稳定性较好.Ag 可强烈抑制该酶的活性,Ca2 、Mg2 、Mn2 和Zn2 的激活效果随浓度而变.1mmol/L甘露醇、抗坏血酸和2mmol/L蜜二糖对酶的热稳定性保护效果好.     

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α-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选及酶学特性研究

以发酵乳制品、益生菌制品、泡菜等为原料,筛选产α-半乳糖苷酶的乳酸菌.以平板上显示蓝色作为初筛依据,结合液体培养,复筛获得1株产α-半乳糖苷酶酶活较高的菌株,其最大酶活达到17.35U/mL,经初步鉴定为发酵乳杆菌(Lactobacillu fermentum).该发酵乳杆菌α-半乳糖苷酶的最适温度50℃,且保温2 h后,酶活仍保持60%.其最适pH为5.8,在pH5.0～7.0之间,酶稳定性良好.该酶对α-半乳糖苷类寡糖的降解性良好,为今后酸豆奶的开发和推广奠定了基础.     

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。     

马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶合成条件的优化及其酶学性质表征

β-半乳糖苷酶是广泛使用的食品添加剂,主要用于降解乳制品中的乳糖,缓解乳糖不耐受症状。该研究对实验室保藏菌株马克斯克鲁维酵母的发酵条件进行了优化。在20 g/L半乳糖、20 g/L玉米浆干粉、40℃、初始pH 6.5、150 r/min的条件下,粗酶液的酶活力为26.3 U/mL,表明该菌株具有利用廉价碳氮源高效生产β-半乳糖苷酶的潜力。通过DEAE阴离子交换层析进一步纯化得到比活力为124.09 U/mg的纯化酶。纯化后酶的最适温度40℃,最适pH 6,K_m为5.28 mmol/L,k_cat为4.74 s^-1。此外,发现该酶受Mg²⁺的促进,在20～40℃表现出优异的热稳定性,40℃下30 min仍能保持95.6%的活力。因此,马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶比乳酸克鲁维酵母的热稳定性更好,具有潜在的工业应用潜力。     

高活性大豆异黄酮糖苷酶的分离原料筛选、纯化及性质研究

通过对32种植物β-葡萄糖苷酶水解染料木苷的活性比较,发现鹰嘴豆β-葡萄糖苷酶具有4.19U/mg的大豆异黄酮糖苷水解酶活性.该酶经硫酸铵分级沉淀、DEAE-Cellulose-52离子交换、Sephadex G-100凝胶层析纯化,纯化了10.1倍,收率为7.2%;SDS-PAGE和Sephadex G-100凝胶层析结果表明,该酶的分子量为73.2kD,含两个亚基;该酶的最适反应温度为45℃;最适pH6.0;当以染料木苷和大豆苷为底物时该酶的米氏常数分别为11.0和19.0μg/ml.温度在30～45℃、pH值在4.5～6.5范围内该酶较稳定;Ag+、Hg2+和D-葡萄糖酸内酯对该酶有强烈抑制作用.该酶能水解染料木苷和大豆苷,但不能水解纤维二糖和α-乳糖.     

一株产高温β-半乳糖苷酶低温菌株及其酶学性质研究

从101株低温菌中发现了1株产高温β-半乳糖苷酶菌株G2005,依据形态特征与生理生化反应特性,参照《常见细菌鉴定手册》将其鉴定为乳球菌Lactococcus sp.。该菌株高温β-半乳糖苷酶的最适pH值为6.5,最适作用温度为50℃,65℃相对酶活为总酶活的19%,在30~60℃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:Mg2+>Na+>K+>Fe2+>Ca2+>Zn2+>Mn2+>Hg2+>Cu2+。Mg2+增强酶活,而Hg2+、Cu2+、Mn2+抑制酶活。经测定该酶Km值为96.8 mmol/L,具高温酶特性。该菌株的最适产酶条件分别为30℃培养48h~60h,培养基初始pH 6.5,培养基乳糖浓度为2%。     

黑曲霉耐酸性α-半乳糖苷酶的分离及其酶学性质

采用耐酸性黑曲霉(Aspergillus niger L.)发酵豆渣产α-半乳糖苷酶,粗酶液依次经过聚乙二醇6000-KH2PO4双水相萃取、Sephadex G-100凝胶过滤,获得了电泳纯的α-半乳糖苷酶,纯化倍数为36.4,总酶活力回收率达到70%。凝胶过滤表明:该酶表观分子质量为125kD,SDS-PAGE显示其分子质量为58.5kD。该酶水解对硝基苯-α-D-吡喃半乳糖苷的最适pH值为4.0,最适温度为65℃,表观Km值为0.915mmol/L,表观kcat/Km值为1.07×105L/(mol.s);水解蜜二糖的表观Km、kcat/Km值分别是21.0mmol/L、9.96×103L/(mol.s);对棉子糖只有微弱的水解作用。水解活性受多种金属离子的普遍抑制,其中Fe3+、Fe2+、Mn2+、Hg+等强烈抑制酶活力。该酶活力在pH1.5～8.2保持稳定,在60℃时保温60min,剩余酶活力达到了60%,是一种热稳定酸性α-半乳糖苷酶。     

鳞杯伞α-半乳糖苷酶的固定化及其对豆浆中低聚糖的水解作用

采用海藻酸钠包埋法和壳聚糖交联法固定化鳞杯伞产生的α-半乳糖苷酶,通过比较固定化酶和游离酶的最适pH、pH稳定性、最适温度、温度稳定性、保存时间及两种固定化酶对豆浆中低聚糖的水解作用及操作稳定性等,探究较适宜于鳞杯伞α-半乳糖苷酶的固定化载体。结果表明：鳞杯伞α-半乳糖苷酶最佳硫酸铵饱和度为80%;两种固定化方法酶活性保持率都达到了50%以上,且固定化酶的温度稳定性、pH稳定性、保存时间相比游离酶都有提升;比较两种固定化酶,壳聚糖固定化酶的温度、酸度稳定性及操作稳定性要优于海藻酸钠固定化酶,但保存时间和对豆浆中低聚糖的水解效率要低于后者,两种固定化酶重复使用3次后低聚糖水解率在85%以上,相比于海藻酸钠,壳聚糖更适宜作为鳞杯伞α-半乳糖苷酶的固定化载体。     

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。     

Thermotoga neapolitana中α-半乳糖苷酶基因的克隆表达与酶学性质研究

将新阿波罗栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)的耐热α-半乳糖苷酶基因经PCR扩增,以p ET-28a为表达载体,转化至大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行表达,用0.8 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,采用超声波细胞破碎菌体得到α-半乳糖苷酶。通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)的方法获得α-半乳糖苷酶的分子质量约为35 ku。并对α-半乳糖苷酶的酶学性质进行研究,结果表明:该α-半乳糖苷酶的最适反应温度为85℃;最适反应p H值为5.0;在金属离子对酶活影响的研究中发现Al~(3+)、Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)对酶活起到促进作用,Cu~(2+)、Fe~(2+)、Ag~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)的终浓度达到100 mmol/L时对酶活有较强的抑制作用;具有较好的热稳定性,在95℃处理38 h后仍具有50%的活性。     

一株Kluyveromyces lactis酵母胞内乳糖酶性质的研究

源自乳酸克鲁维酵母的β-半乳糖苷酶为胞内酶,其具有乳糖水解能力和半乳糖苷的转移作用。本实验运用单因素试验方法研究乳酸克鲁维酵母乳糖酶的性质。结果表明该酶在pH值为6.0~7.0和37℃~48℃间比较稳定,酶作用最适pH值在6.5,最适反应温度为43℃,Mn2+、Mg2+等对酶有明显的激活作用,而Zn2+、Cu2+等对酶活有抑制作用。该酶以ONPG底物的米氏常数为4.186mmol/L。     

Leifsonia菌β-葡萄糖苷酶（Lf18920）的酶学性质研究及对藏红花素转化作用的初步研究

克隆表达了一种赖氏菌（leifsonia spp. ZF2019）的一个GH3家族糖苷酶基因（Lf18920），以pET-28a-HMT为载体构建了表达质粒，在大肠杆菌BL21中诱导表达，用Ni-NTA柱纯化表达蛋白。研究了该酶的底物特异性及动力学参数，分析了温度、pH、金属离子等因素对该酶活性的影响，并采用高效液相色谱和液质联用色谱探究了该酶对藏红花素的转化作用。结果表明：该酶与4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（4-nitrophenyl beta-D-glucopyranoside,pNPG）的亲和力最强，对底物pNPG的特征常数Vmax和Km分别为0.155U/mg和1.97 mmol/L。该β-糖苷酶的最适温度为40℃，最适pH为5.0；低浓度的Zn2+使酶活提高了37%左右，SDS和吡啶可以使酶完全失活，可耐受1%的尿素（仍能保持77%的相对酶活）。该酶能部分水解藏红花素，但不能将其彻底水解成藏红花酸。研究结果表明，该酶可用于以藏红花素为底物的不同水解度藏红花苷的制备。     

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。     

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。