由糖蜜原料生产柠檬酸三钠的研究

以制糖工业的副产品糖蜜为主要原料,经黑曲霉菌种发酵获得含柠檬酸的发酵醪,该发酵醪经钙化除去残糖后,可直接制备柠檬酸三钠产品。该法可降低柠檬酸三钠的生产成本,缩短工艺流程,以及实现无渣循环,由于该工艺采用几乎完全封闭式的流程,不仅生产成本比原工艺降低许多,而且无环境污染。     

定点突变提高菜豆环氧水解酶的对映选择性

为了提高菜豆环氧水解酶(PvEH1)催化对氯环氧苯乙烷(pCSO)的对映选择性,利用定点突变构建了PvEH1~(W102L)、PvEH1~(P137K)及PvEH1~(I151V)三种突变体,分别研究了突变体全细胞动力学拆分rac-pCSO的催化特性,优化了PvEH1W102L动力学拆分rac-pCSO的初始底物浓度及反应时间,通过分子模拟分析了PvEH1~(W102L)对映选择性提高的机理。结果表明,最优突变体PvEH1~(W102L)的E值为25.5,相对酶活为212.6%,分别是PvEH1的11.6倍与2.1倍;PvEH1~(W102L)动力学拆分150 mmol·L~(-1) rac-pCSO,反应4 h后,可获得(R)-pCSO(产率为45.62%,ees为96.30%)和(R)-对氯苯基乙二醇(产率为50.91%,eep为90.26%)。分子模拟结果分析表明,PvEH1的102位色氨酸(W)突变为亮氨酸(L)降低了酶与(R)-pCSO的结合能力,从而提高了PvEH1~(W102L)对pCSO的对映选择性。     

糖苷水解酶第10家族真菌木聚糖酶保守区及进化关系的分析

目的对糖苷水解酶第10家族(glucoside hydrolase family 10,GHF10)真菌木聚糖酶保守区及进化关系进行分析。方法应用CLUSTALW2软件对41条GHF10真菌木聚糖酶氨基酸序列进行多序列比对分析,获得完全保守的氨基酸位点;应用Block Maker和Consensus软件对CLUSTALW2比对结果进一步分析,确定第10家族真菌木聚糖酶共有的保守区及保守氨基酸位点;应用Pymol软件对源于GenBank中登录的6种10家族木聚糖酶进行比对,并找到这41条序列中共有的β折叠和α螺旋;利用MEGA 4.0软件对CLUSTALW2比对结果构建系统进化树,并根据进化树进行分组。结果 41条序列长度虽然不等,但均包含E270和E405两个谷氨酸催化位点。通过序列比对,得到第10家族真菌木聚糖酶的5个高度保守区TPENSMK、RGHTLVWHSQLPSWV、WDVVEN、AKLYINDYYNL、TELDI以及20个完全保守的氨基酸位点,这些保守区和保守位点多数分布在木聚糖催化区域以及(β/α)8折叠桶的内壁上。根据木聚糖酶的亲缘关系,可将第10家族真菌木聚糖酶分为3个大组,其中第1和第3组的木聚糖酶分别有12和27种,且均来源于子囊菌门;第2组仅包含2种木聚糖酶序列,来源于Neocallimastigomycota和担子菌门。结论分析了GHF10真菌木聚糖酶的保守区及进化关系,为木聚糖酶的工程改造奠定了基础。     

宇佐美曲霉阿魏酸酯酶与木聚糖酶协同作用降解小麦麸皮制备阿魏酸

目的利用宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)阿魏酸酯酶与木聚糖酶协同降解小麦麸皮,制备阿魏酸(ferulic acid,FA)。方法将工程酵母菌P.pastoris GS115/AusfaeA和GS115/Ausxyn11A经甲醇诱导发酵,分别获得重组阿魏酸酯酶和木聚糖酶。在pH 5.0、40℃、料液比1∶60(g∶ml)、水解10 h的条件下,探讨木聚糖酶添加量、阿魏酸酯酶与木聚糖酶协同作用对阿魏酸酯酶水解去淀粉麦麸(destarched wheat bran,DSWB),释放FA的影响,并检测酶解产物FA的体外抗氧化活性。结果在0.5g DSWB中单独加入56U阿魏酸酯酶时,FA的释放率为碱提等量麸皮总FA含量的19.48%;在此基础上添加木聚糖酶,能促进阿魏酸酯酶进一步释放FA,当木聚糖酶添加量为300 U时,FA的释放率从19.48%上升至70.10%;木聚糖酶单独作用于DSWB未检测到FA的释放;在反应体系中先添加木聚糖酶,能释放1.23 mg FA,比先添加阿魏酸酯酶提高了0.3 mg;随着FA浓度的增加,FA的还原能力及其对DPPH自由基和羟基自由基的清除能力均呈稳定增长,各浓度FA对羟基自由基的清除能力均高于对DPPH自由基的清除能力。结论阿魏酸酯酶与木聚糖酶之间存在协同作用,双酶共同作用,有利于小麦麸皮的降解,提高FA的释放率。     

黑曲霉突变株WMC—15糖化酶的特性研究

黑曲霉突变株ＷＭＣ－１５所产糖化酶活力高，摇瓶酶活达２万单元以上，且含α－淀粉酶极少，对该酶特性进行研究有一定的价值。本试验系统研究了该酶的最适反应温度、热稳定性、最适反应ＰＨ以及ＰＨ稳定性。     

β-甘露聚糖酶高产菌株的双重诱变育种

以实验室保藏的一株β-甘露聚糖酶产生菌黑曲霉(Aspergillus niger)LW-1为原始出发菌株,采用自然分离、微波与甲基磺酸乙酯(EMS)双重诱变,经平皿透明圈粗筛、摇瓶初筛和复筛以及斜面传代稳定性实验,获得了一株高产、稳产β-甘露聚糖酶的突变株WS-2007。结果表明,该突变株摇瓶液体发酵产β-甘露聚糖酶活性高达3261U/mL,为原始出发菌株(1027U/mL)的3.18倍。     

内切葡聚糖酶与木聚糖酶在毕赤酵母中的共分泌表达

为实现内切葡聚糖酶和木聚糖酶在毕赤酵母中的共分泌表达,进而降低酶制剂的生产成本,构建含木聚糖酶基因的重组表达载体pPICZαA-Aoxyn11A,经SacI线性化后,电转化至含内切葡聚糖酶基因Aucel12A的重组毕赤酵母GSC7中,获得双重重组毕赤酵母GSCX8。经甲醇诱导表达后,GSCX8发酵上清液中内切葡聚糖酶和木聚糖酶的活性分别为47.77IU/mL和192.71IU/mL,为单独表达菌株GSC7和GSX5的85%和80%。酶学性质分析显示,内切葡聚糖酶的最适pH为4.0,在pH3.0~8.5稳定;最适温度为50℃,在60℃以下稳定。木聚糖酶的最适pH为5.5,在pH3.0~10.0稳定;最适温度为55℃,在50℃以下稳定。GSCX8遗传稳定性测试结果表明,内切葡聚糖酶和木聚糖酶在毕赤酵母中实现了稳定的共表达。     

黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶的发酵工艺

从数十株实验室保藏和土壤分离的黑曲霉菌株中 ,通过筛选和物理化学诱变 ,获得了 1株黑曲霉酸性 β 甘露聚糖酶高产菌株 AspergillusnigerL 76 1。经正交试验选出的最佳产酶培养基为 :魔芋粉 4 0 % ,豆饼粉 2 5 % ,玉米浆 1 5 % ,CaCl2 1 0 % ,KH2 PO4 0 1% ,Na2 HPO40 1% ,MgSO4 ·7H2 O 0 1% ,pH6 0。优化的发酵条件为 :装液量 30mL/2 5 0mL三角瓶 ,摇床转速2 2 5r/min ,发酵温度和时间分别为 ( 31± 1)℃和 84h。在上述条件下 ,L 76 1的 β 甘露聚糖酶发酵酶活力达 32 0U/mL。     

乙酰木聚糖酯酶基因的克隆、表达及酶学性质研究

乙酰木聚糖酯酶可以水解乙酰化木聚糖的O-乙酰基,消除木聚糖酶水解木聚糖时该基团产生的空间阻碍作用。以宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001菌株的总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增了乙酰木聚糖酯酶成熟肽的编码基因(Auaxe),并构建了重组表达质粒p PIC9KM-Auaxe,SalⅠ线性化后电转入毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115中,经G418抗性筛选及甲醇诱导表达72 h,获得了重组乙酰木聚糖酯酶(re Au Axe),其酶活性为35.6 U/m L。发酵液经纯化获得电泳纯re Au Axe,其表观相对分子质量约为3.4×104,比酶活性为390.5 U/mg。纯化后re Au Axe的最适反应温度为50℃,在45℃及以下稳定;其最适反应p H为6.0,在p H 4.5~7.0范围内稳定;所测的多数金属离子及EDTA对其酶活性影响不大。