菊粉外切酶的异源表达、纯化及酶学性质

将菊粉降解菌Paenibacillus sp. Lfos16的菊粉外切酶基因克隆至表达载体p ET-28a (+),转入Escherichia. coli BL21(DE3)中实现了异源表达。利用镍柱亲和层析纯化重组菊粉外切酶,并进行SDS-PAGE检测。重组菊粉外切酶的表观分子质量为87 k Da,经纯化后,重组菊粉外切酶的比酶活为348.30 U/mg。重组菊粉外切酶作用菊粉和蔗糖的酶活分别为259.37 U/m L和592.16 U/m L,I/S值为0.438,且重组酶水解菊粉的主要产物为果糖。重组菊粉外切酶最适作用温度为40℃,且当温度低于30℃时酶活较稳定;最适作用pH为6。Ag~+、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Hg~(2+)、Fe~(3+)具有显著抑制作用。重组菊粉外切酶对菊粉的K_m为19. 28 mg/m L,Vmax为0.18 mg/(min·m L)。     

菊粉酶特性的初步研究

以菊粉为底物研究了pH值、温度、底物浓度、金属离子对菊粉酶活性的影响及酶活随反应时间的变化情况，并测定该菊粉酶的米氏常数和酶活。实验结果表明，该菊粉酶反应的最适pH值为4.7，最适温度为60℃，Ca~(2+)和Zn~(2+)对菊粉酶有激活作用。该菊粉酶的米氏常数Km为0.35mol／L，V_(max)为0.52mg／min。     

内切型菊粉酶酶学性质的研究

以食品与生物工程实验中心酶工程实验室保藏的黑曲霉菌种作为菌源,利用黑曲霉细胞深层发酵法生产内切型菊粉酶。通过测定发酵液酶活,从20株黑曲霉菌株中筛选得到产菊粉酶活力最高的编号为E133131的一株黑曲霉菌株,酶活为0.66U/mL。对黑曲霉E133131号菌株所产内切型菊粉酶进行了酶学性质的研究,得到以下结论:最适pH为4.5;最适温度为60℃;最佳底物浓度为4mmol/L;米氏常数(Km)为1.434mmol/L;Ca2+对内切型菊粉酶有激活作用,当加入浓度为1.5mmol/L的Ca2+时,使酶活从0.66U/mL提高到1.09U/mL;Mn2+、Cu2+和Mg2+对内切型菊粉酶有抑制作用,其中Cu2+的抑制作用最大,使酶活从0.66U/mL降低到0.095U/mL;Na+、K+、Zn2+、Fe2+、Mg2+对内切型菊粉酶的酶活影响不大;pH在4.5~8.0范围内,温度在50~60℃之间,内切型菊粉酶的酶活力较稳定。     

灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501产外切菊粉酶的分离纯化及酶学性质研究

1株产外切菊粉酶的海洋放线菌灰平链霉菌Streptomyces griseoplanus S501发酵粗酶液,经硫酸铵分级沉淀、透析脱盐后,分别采用Sephadex G-75凝胶、DEAE-Sepharose CL-6B离子交换柱层析和SDS聚丙烯凝胶电泳(SDS-PAGE)分离纯化,得到菊粉酶不同活性组分。纯化倍数为10.42倍,比酶活249.5 U/mg(蛋白),相对分子质量为28.184 k Da。酶学性质研究结果表明,该菊粉酶的最适温度和p H值分别为50℃和5.0。在50℃和p H5.0条件下,以菊粉为底物时,该酶的Km值和vmax值分别为3.83 mg/m L和4.64 mg/(m L·min)。金属离子对酶活性影响实验表明,Mg2+、I-、Li+、Fe3+、Al3+和K+对该菊粉酶酶活有很强的抑制作用,Cu2+、Ca2+和Ag+对该菊粉酶活性具有一定促进作用。     

Aspergillus ficuum菊粉酶的分离纯化及其酶解菊粉制备低聚果糖

采用硫酸铵分级沉淀、透析脱盐、DEAE-Cellulose离子交换色谱等分离纯化技术，从Aspergillus ficuum菌株混合酶系中分离得到4种菊粉酶组分，应用薄层层析法分离各组分水解菊粉的产物，发现其中3种组分主要含外切菊粉酶，一种主要含有内切菊粉酶。进一步对所得到的内切菊粉酶组分酶解菊粉制备低聚果糖进行了研究，研究了底物浓度、加酶量、反应温度和反应pH对低聚果糖制备的影响，确定其最适反应条件为：底物浓度50g／L、加酶量10U／g底物，反应温度45℃，反应PH6．0。在此条件下反应72h，菊粉酶解率达74％，低聚果糖得率可达50％以上，酶解产物以DP2～DP4为主。     

Aspergillus ticuum菊粉酶酶学性质的研究

本实验对Aspergillus ticuum产菊粉酶体系中的外切菊粉酶和内切菊粉酶的酶学性质进行了研究,研究表明二者酶学性质非常相似:两种酶的最适反应温度均在45℃左右;外切菊粉酶的最适反应pH为4.5,内切菊粉酶为pH5.0; Ag 完全抑制两种酶的活性,Fe2 和Al3 对两种酶有较强的抑制作用,尤其是外切菊粉酶,Mg2 对两种酶有激活作用;实验还对两种酶的动力学常数进行了测定和比较.     

马克斯克鲁维酵母菊粉酶的分离纯化和酶学性质研究

马克斯克鲁维酵母产生的孢外菊粉酶经超滤浓缩、DEAE-Cellulose阴离子交换色谱、SephadexG-100凝胶色谱分离纯化,得到两个菊粉酶组分ExoⅠ和ExoⅡ,I/S值分别为0.0249和0.0253,均属外切菊粉酶。ExoⅠ经聚丙烯酰胺凝胶鉴定为均一组分,分子量为85kD。ExoⅠ最适pH值为4.0,最适温度为60℃,Mn2+和Mg2+对酶活力有促进作用,而Cu2+、Fe2+对酶活力有抑制作用,ExoⅠ水解菊粉溶液的产物为果糖和少量葡萄糖。     

鞘氨醇单胞菌属菊粉酶基因lev的克隆、表达及酶学性质的研究

基于454高通量测序细菌JB13全基因组,获得一个编码菊粉酶的基因lev,该基因全长为1518bp,编码505个氨基酸组成的多肽,成熟蛋白的理论分子量为55.70ku。将基因lev克隆到表达载体pET28a(+),并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,表达产物具有菊粉酶活性,并初步研究了该酶的酶学性质。结果表明:酶作用的最适pH为5.5,最适温度为50℃,该研究为鞘氨醇单胞菌属来源菊粉酶的首次报道。     

海藻酸钠包埋法固定青霉产菊粉酶的研究

利用海藻酸钠包埋法固定青霉(penicillium)产菊粉酶,研究了最佳固定化条件及固定化酶性质,为固定化菊粉酶应用于果糖工业生产提供理论依据。结果表明:海藻酸钠浓度为4%,氯化钙浓度为1%时,固定化酶活力最高且机械强度好;加酶量越少,固定化效率越高;固定化酶与游离酶的最适pH为4.5,但固定化酶在pH4到6.5范围内相对酶活要比游离酶酶活高;固定化酶与游离酶的最适温度均为55℃,在35℃到55℃范围内两者酶活变化不大,在55℃到75℃范围内固定化酶的温度适应性比游离酶的好;在重复利用方面,将固定化酶反复利用7次,酶活仍为原酶活的50.6%。由此说明,固定化酶成本低,利用率高,在工业生产方面具有利用价值。     

Aspergillus ficuum内切菊粉酶基因在大肠杆菌中表达

研究内切菊粉酶基因在大肠杆菌中表达,利用基因工程的原理和方法,将来源于Asper-gillus ficuum JNSP5-06的内切菊粉酶基因(endoI)克隆到pET-28a(+),并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。重组菌经IPTG诱导后对表达产物进行酶活检测和酶水解产物分析。结果表明已成功构建表达载体pET28a-endoI,表达后的粗酶活为35 U/mL发酵液;重组酶水解菊粉的产物经TLC分析证实酶液具有内切菊粉酶活性,水解产物主要为低聚二糖、三糖和四糖。为其应用和工业化生产奠定基础。     

用于高果糖浆制备的宛氏拟青霉嗜热嗜酸菊粉酶酶学特性分析

为实现酶法水解菊糖制备高果糖浆,从宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）XS27发酵液中分离纯化菊粉酶,并对其酶学特性进行研究。发酵液经过硫酸铵盐析、透析、DEAE-Sepharose Fast Flow层析、Sephacry S-100分子筛过滤层析,得到电泳纯的菊粉酶,比活力327.4 U/mg,纯化倍数37.85。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳测得菊粉酶为单一亚基的酶蛋白,分子质量62.0 kDa。菊粉酶能在较宽的pH值范围（3.5～6.5）内保持高活性,最适作用pH 4.0。在温度40～65 ℃之间,酶活力较高,最适作用温度为60 ℃。薄层色谱分析显示菊粉酶水解菊糖最终产物为果糖。以菊糖为底物,酶的Km和Vmax分别为5.93 μmol/L和75.18 μmol/（L·min）。Mg2＋、Mn2＋、Ca2＋对酶有显著激活作用,Ba2＋、Ni2＋和Hg2＋对酶有一定抑制作用。β-巯基乙醇、二硫苏糖醇和乙二胺四乙酸对酶有抑制作用,表面活性剂（十二烷基硫酸钠、Tween 80和Trition X100）以及乙醇对酶活力没有影响。从宛氏拟青霉XS27发酵液中分离纯化的菊粉酶在强酸高热的环境下具有强活性和稳定性,对表面活性剂乙醇有高耐受性,适合于果葡糖浆的工业化生产。     

内切菊糖酶的分离纯化及性质研究

采用DEAE-Sepharose CL-6B离子交换层析从Fructozyme (Aspergillus niger) 中分离得到三个菊糖酶组份EⅠ、EⅡ和EⅢ,其中EⅠ主要表现为内切菊糖酶,其分子量为65,000,以菊糖为底物其最适pH为4.6,最适温度为60℃,Km值为16mmol/L,对pH及温度有较高的稳定性,并利用液相色谱对菊糖酶EI催化水解菊糖的产物进行分析研究。     

克鲁维酵母菊粉酶的酶学特性研究

探讨克鲁维酵母S120菊粉酶的酶学特性。克鲁维酵母S120菊粉酶为内切型菊粉酶,该酶最适pH5.5,最适温度50℃,锰离子、镁离子、钙离子对菊粉酶的激活作用最显著,而锌离子,铜离子,亚铁离子有抑制作用。试验条件下,动力学方程为1/V=0.676 3×(1/S)+0.063 6,其中米氏常数Km为10.63 mg/mL,最大反应速度为15.72 mg(/mL.s)。     

对菊粉酶产生菌B-3-3发酵条件、酶的分布及酶学特性的研究

经过对pH、摇瓶装量、底物浓度及碳源种类与酶合成之关系进行研究,发现B-3-3菌株在碱性条件,较大通气量,和较高的碳源浓度下产菊粉酶较高,可达21u/ml。当以蔗糖代替菊粉为碳源时,产酶更高。而其它所试糖类较小或没有诱导菊粉酶合成的作用。改进种子液的制作和种子液培养基的成份,大大缩短了酶合成的时间,并提高了酶的产量。 对B-3-3的菊粉酶在胞内外分布进行了研究,结果为胞内酶:胞外酶约为1∶2;pH和温度对酶的活性和稳定性影响较大,其最适pH为6.5,最适温度55℃。在pH6～8的范围内和55℃以下,酶较稳定。     

几种储粮霉菌脱氢酶活性测定方法的建立

基于氯化三苯基四氮唑(TTC)脱氢酶还原反应原理,建立适用于粮食中几种代表性霉菌如黄曲霉、灰绿曲霉、白曲霉和青霉脱氢酶活性的测定方法。结果表明：霉菌细胞脱氢酶在Tris-HCl缓冲液中反应较稳定,反应体系中TTC最适质量浓度为0.2g/100mL,80%丙酮提取三苯基甲臢(TF)的效果较佳。4种霉菌最适反应温度均为30℃,黄曲霉和白曲霉最适pH值均为11.0,灰绿曲霉和青霉最适pH值分别为10和10.5。黄曲霉和青霉反应1.5h后基本达到反应终点,而灰绿曲霉和白曲霉需2.5h。该方法测定结果显示,小麦霉变过程中霉菌脱氢酶活性升高与霉菌数量增长具有较高的相关性。     

海洋高产低温葡萄糖氧化酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质研究

从黄海和渤海海泥样品中筛选高产低温葡萄糖氧化酶（GOD）菌株并进行鉴定,对其所产GOD的蛋白分子质量和酶学性质进行初步研究。获得一株高产葡萄糖氧化酶菌株（编号G01）,根据菌株形态特征及ITS序列分析,初步鉴定该菌株为壳青霉（Penicillium crustosum）。结合十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和酶谱分析,得出菌株G01所产葡萄糖氧化酶分子质量约为95 ku,初步判断为五聚体,为一种新酶。酶学性质研究表明：该酶最适反应温度为25 ℃,在0 ℃时仍保留有50%以上的酶活,热稳定性差,为典型低温酶;最适反应pH值为4.5,对pH敏感;Mn2+能促进酶活,K+、Na+对酶活基本无影响;而Mg2+、Ca2+、NH4+、Cu2+、特别是Fe3+对酶活有明显抑制作用。酶学性质表明该酶作为一种新酶,在低温和水产饲料领域有良好应用前景。     

韦伯灵芝漆酶的分离纯化及其性质

采用硫酸铵分级盐析、透析、聚乙二醇浓缩和高效液相色谱柱层析从韦伯灵芝TZC-1 发酵液中分离纯化得到电泳纯漆酶,其纯化倍数为37.1 倍,酶活性回收率为21.3%。活性-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳)结果表明该漆酶由一种同工酶组成,纯化漆酶经SDS-PAGE 检测显示为单一条带,其分子质量约为40kD。该漆酶催化底物ABTS 的最适反应温度为50～60℃,最适反应pH 值为4.6,在60℃以下和pH3.0～5.0 范围内保持稳定,以ABTS为底物的表观Km 值为13.8μmol/L。Fe2+ 完全抑制酶活,Al3+ 和Mn2+ 对该漆酶也有明显抑制作用,Hg+、Cu2+ 和Mg2+ 对该酶有明显激活作用,而Zn2+、Ba2+ 及K+ 对该酶活性影响不大。     

Penicilium expansum PED-03固态发酵产脂肪酶及酶学性质研究

利用Penicilium expansum PED03固态发酵产脂肪酶,选用麸皮为碳源、豆粕为氮源,m(麸皮)/m(豆粕)比为1∶4,适宜含水量为50%(V/W),在24℃下发酵4d,脂肪酶活力可达1596U/g。该酶的最适温度为35℃,在50℃以下较为稳定;最适pH值为9.5,在pH6.0～10.0范围内有明显的催化活性;适宜浓度的Na+、Ca+2、Mg+2对酶反应有促进作用,而Cu2+、Fe2+和Mn2+等对酶反应有不同程度的抑制作用。利用P.expansumPED03脂肪酶在非水相中对外消旋烯丙醇酮(4羟基3甲基2(2烯丙基)2环戊烯1酮,allethrolone)进行酶法拆分,35℃反应36h时转化率(C)可达理论值的96%,产物的对映体过量值(eep)可达99%,显示了良好的应用潜力。     

气单胞菌属JH菌株脂肪酶酶学特性的研究

从JH菌体中提取脂肪酶,并在不同的反应条件下对其酶学性质进行研究。该脂肪酶最佳反应温度和缓冲液pH制分别为40℃和7．0。该酶具有较强的热稳定性和pH稳定性：经过30℃、40℃处理60rain仍然保持90％以上的酶活;用pH3．5～9缓冲液处珲该酶,仍然保持80％以上的酶活。Ca2＋、Mg2＋对该脂肪酶具有明显的激活作用,尤其是Mg2＋作用最为显著,与对照组相比提高了38．8％,Zn2＋、Fe2＋对该脂肪酶有显著的抑制作用,Cu2＋对脂肪酶的影响不显著。用双倒数法作图得到Vmax=2．13×10^-2mol／L,Km=0．639（mmol／mL）min-1。表面活性剂吐温-80对脂肪酶有促进作用。该菌株产生的脂肪酶町以往温和的反应条件下作用。