纳豆激酶的生理学功能研究现状

通过血栓形成和溶解的生理学背景,阐述了纳豆激酶发挥溶栓功能的生理学机理,对纳豆激酶溶栓功能的相关实验研究进行了综述,并对纳豆激酶的开发应用前景进行了展望。     

纳豆激酶的活性测定

归纳总结了目前关于纳豆激酶溶栓活性测定的各种方法,并简介人体溶栓过程的生理学背景和医学上检查血栓病情的各种常用方法,发现有待继续研究并建立一种更精确、更灵敏、更简便、更经济的NK溶栓活力的测定方法。     

纳豆枯草杆菌的筛选和纳豆激酶发酵条件优化

纳豆激酶是由纳豆枯草杆菌产生的一种具有纤溶活性的丝氨酸蛋白酶.针对目前常用菌株的产酶活力较低、不能完全满足要求的问题,采用酪蛋白平板初筛摇瓶复筛的筛选策略,从纳豆中筛选获得了一株高产纳豆激酶的菌株,该菌株在筛选培养基上进行摇瓶培养,发酵液中纳豆激酶的酶活达到970 IU/mL.用Plackett Burman方法对影响液体发酵的各因素的效应进行了评价,并筛选出了有显著效应的四个主要因素:胰蛋白胨浓度、种龄、发酵温度和Na2HPO4浓度;在此基础上,用最陡爬坡路径逼近最大产酶条件区域;最后通过中心组合实验及响应面分析优化了纳豆枯草杆菌液体发酵的条件.通过在初始发酵条件和优化发酵条件下的对比研究,液体发酵液中纳豆激酶浓度从1 005 IU/mL提高到1 314 IU/mL,表明响应面法优化可成功地用于纳豆枯草杆菌液体发酵的条件优化.     

重组纳豆激酶工程酵母菌发酵研究

利用在纤维蛋白平板法基础上进行改造的纤维蛋白原—琼脂糖平板法,筛选具有纳豆激酶活性的基因工程酵母菌。并用纤维蛋白平板法测定纳豆激酶纤溶活性。通过甲醇诱导从近100个菌落中筛选出5株纳豆激酶活性较高的重组纳豆激酶工程菌。同时确定了重组纳豆激酶酵母菌的最佳甲醇诱导浓度2%,产酶高峰时间为96h。     

重组纳豆激酶工程酵母菌发酵研究

利用在纤维蛋白平板法基础上进行改造的纤维蛋白原一琼脂糖平板法，筛选具有纳豆激酶活性的基因工程酵母菌。并用纤维蛋白平板法测定纳豆激酶纤溶活性。通过甲醇诱导从近100个菌落中筛选出5株纳豆激酶活性较高的重组纳豆激酶工程菌。同时确定了重组纳豆激酶酵母菌的最佳甲醇诱导浓度2％，产酶高峰时间为96h。     

纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4液态发酵产纳豆激酶的工艺优化

为提高纳豆激酶的产量,采用单因素试验及正交试验对纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4进行发酵条件优化,获得该菌种液体发酵产酶的最优条件。结果表明,纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶最佳的发酵条件为接种量2%,培养基初始pH值6.0,培养温度34℃,发酵时间72h。此时,纳豆激酶酶活力由848.28IU/mL提高到1 569.31 IU/mL。     

纳豆芽孢杆菌菌剂的制备工艺

采用单因素及正交试验对纳豆芽孢杆菌发酵培养基、pH、温度、发酵时间等条件进行了考察,利用喷雾干燥法制备菌剂,考察了β-环糊精、蔗糖、可溶性淀粉及脱脂奶粉作为保护剂对菌剂制备的影响,并研究了储藏时间及条件对菌剂发酵活力的影响.研究结果表明:纳豆芽孢杆菌发酵培养基为黄豆浸汁培养基:黄豆以5倍水体积浸泡8~14h,121℃~126℃,0.1~0.15MPa处理1h,滤除黄豆,取豆水,加入5%的葡萄糖和0.02%的K2HPO4,调节pH至7.0;最优发酵工艺:初始pH7.0,37℃发酵10h;喷雾干燥最佳保护剂为5%脱脂奶粉;菌剂4℃冷藏180d以内不影响发酵活力.上述工艺下所制得的纳豆芽孢杆菌菌剂活菌数为6.5×108 CFU/g,发酵生产纳豆激酶性能良好.发酵生产纳豆激酶酶活为2 000~2 200IU/g.本研究为纳豆芽孢杆菌菌剂制备提供了一条较为合理的工艺路线.     

产纳豆激酶的枯草芽孢杆菌基因工程菌发酵条件的响应面优化

采用实验室前期构建的能够高产纳豆激酶的枯草芽孢杆菌基因工程菌株,对其液体发酵条件进行优化。通过单因素实验和响应面Box-Behnken模型优化液体发酵培养参数,五因素三水平的响应面分析表明最佳发酵培养条件为:蛋白胨26.05 g/L,葡萄糖29.29 g/L,MgSO4 1.5 g/L,CaCl2 0.74 g/L,NaCl 10 g/L,pH 9.0,接种量3 %。在最优发酵培养条件下,纳豆激酶最高酶活达到2 186.17 IU/mL,比优化前提高了269 % ,这表明响应面法优化枯草芽孢杆菌工程菌能够明显的提高纳豆激酶活性,为该菌株规模化生产纳豆激酶提供了基础应用参考。     

大肠杆菌分泌表达纳豆激酶及体外溶栓特性分析

以Bacillus subtilis NK4基因组为模板,克隆出纳豆激酶(Nattokinase, NK)前导肽与成熟肽编码基因(NK),并采用同源重组方法将其与已报道的功能肽编码基因Cel或Fe及线性化质粒pET-22b构建出重组表达载体pET22b-Cel-NK与pET22b-Fe-NK,并转化于E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达。经IPTG诱导表达后,实现了重组NK在大肠杆菌中的重组表达并具有生物活性,但SDS-PAGE仅检测到重组酶Cel-NK的可分泌表达及其具有酶催化活性,酶活力为(3.36±0.56) IU/mL,体外溶栓实验也表明该重组酶NK具有良好的体外溶栓效果,表明Cel有助于介导蛋白NK可活性分泌表达。     

纳豆发酵过程中纳豆激酶及活性物质的变化

研究纳豆菌在脱脂大豆发酵过程中,对健康很有益的纳豆激酶和大豆活性物质--大豆异黄酮的变化.结果显示纳豆菌在脱脂大豆固态发酵中,发酵初始pH为8.0,水分质量分数为70%时,在37 ℃发酵48 h,产纳豆激酶活力最高;固态发酵条件为发酵初始pH为7.0～9.0,水分质量分数80%时,40 ℃发酵48～96 h,原料中大部分大豆异黄酮苷转化为大豆异黄酮苷元.