响应面优化微泡菌ALW1产褐藻胶裂解酶的发酵条件

采用单因素和响应面法对产褐藻胶裂解酶菌种Microbulbifer sp.ALW1发酵产酶的培养条件进行优化.通过单因素实验,得到发酵条件如下:培养基初始pH 7.5,接种量5％,装液量50 mL,温度25℃,最大酶活力达到117.1 U/mL.在单因素实验的基础上,通过Box-Behnken设计和响应面分析,得到最佳的发酵培养条件:培养基初始pH 8.0,接种量6.5％,装液量50mL,温度23℃,褐藻胶裂解酶活力达到130 U/mL,比基础培养条件下提高16.5％.     

Fe3O4磁性纳米粒子固定化微泡菌褐藻胶裂解酶AlgL17的研究

本论文旨在优化微泡菌褐藻胶裂解酶AlgL17固定化条件,以期探索出高效的固定化条件。以单宁酸功能化的四氧化三铁磁性纳米粒子作为载体,对褐藻胶裂解酶AlgL17进行固定化条件优化。测定固定化酶的最适反应温度和最适反应pH,并对固定化酶进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)检测。结果表明,褐藻胶裂解酶AlgL17最佳固定化条件为:加酶量2.7 U、载体量25 mg、固定时间5 h,固定化酶的最适反应条件为:温度35℃、pH8.5。FTIR和SEM结果显示,褐藻胶裂解酶AlgL17固定在载体表面。四氧化三铁磁性纳米粒子可以成功固定褐藻胶裂解酶AlgL17,固定化后的褐藻胶裂解酶具有工业应用的前景。     

泡叶藻聚糖低分子质量降解片段组成特征及其体外免疫诱导活性

目的：对从泡叶藻（Ascophyllum nodosum）中提取的泡叶藻聚糖进行化学法降解,将得到的低分子质量降解产物进行分离纯化,分析其基本组成特征和体外免疫诱导活性,为泡叶藻聚糖或其他海藻多糖的生物活性和基本结构特征研究提供参考。方法：通过酸水解法和双氧水氧化降解法制备泡叶藻聚糖低分子质量降解片段,利用超滤法和Sephadex G-50凝胶柱层析分离纯化得到4 个泡叶藻聚糖低分子质量片段：HCl-F1、HCl-F2、H2O2-F1、H2O2-F2;采用对氨基苯甲酸乙酯柱前衍生样品后进行高效液相色谱及化学方法分析其单糖组成和化学组成;采用高效分子排阻色谱法测定其重均分子质量;通过小鼠巨噬细胞RAW264.7模型分析HCl-F1、HCl-F2、H2O2-F1、H2O2-F2的体外免疫诱导活性。结果：泡叶藻聚糖低分子质量片段的组成特征表明HCl-F1、HCl-F2、H2O2-F1、H2O2-F2均为杂多糖,且单糖组成存在较大差异,其重均分子质量分别为4.80、4.20、5.30、2.30 kDa。免疫活性分析细胞模型结果表明,HCl-F1、HCl-F2、H2O2-F2在所测定质量浓度范围（0～200 μg/mL）内能明显诱导RAW264.7细胞活化,释放NO和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）,而H2O2-F1诱导RAW264.7细胞释放NO和TNF-α的活性明显低于HCl-F1、HCl-F2和H2O2-F2。结论：泡叶藻聚糖低分子质量降解片段（HCl-F1、HCl-F2和H2O2-F2）具有明显的免疫诱导活性,其中HCl-F1和H2O2-F2的免疫诱导活性明显高于泡叶藻聚糖。结合其化学组成分析的结果,提示泡叶藻聚糖低分子质量降解片段的免疫诱导活性是由单糖组成和硫酸根质量分数共同决定的。     

乳杆菌发酵提高坛紫菜的抗氧化和抑制糖脂代谢关键酶活性

目的：研究乳杆菌发酵对坛紫菜发酵上清液营养成分及其抗氧化和抑制糖脂代谢关键酶活性的影响。方法：采用福林-酚法和亚硝酸钠-硝酸铝法分析乳杆菌发酵坛紫菜上清液中总酚和总黄酮含量;基于1H核磁共振代谢组学技术分析发酵上清液中的主要代谢产物;通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基、羟自由基清除能力实验和α-葡萄糖苷酶及胰脂肪酶活力分析实验,评价发酵清液的抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶及胰脂肪酶的活性。结果：乳杆菌发酵可有效提高坛紫菜发酵上清液中总酚和总黄酮的含量,促进乳酸、精氨酸、脯氨酸等代谢产物的释放。乳杆菌发酵增强坛紫菜上清液的抗氧化活性,其中乳杆菌发酵对羟自由基的清除效果最为显著,相当于700 μg/mL VC对羟自由基的清除能力。此外,乳杆菌发酵坛紫菜上清液对α-葡萄糖苷酶的抑制活性较未发酵坛紫菜上清液提高了2.1～2.2 倍,对胰脂肪酶的抑制活性最高可达（95.3±1.3）%,相比于未发酵坛紫菜上清液提高了95.7%;上清液中总酚和总黄酮的增加是其抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶及胰脂肪酶抑制活性增强的主要原因。结论：乳杆菌发酵可提高坛紫菜发酵上清液的抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶及胰脂肪酶抑制活性,具有减缓和辅助治疗糖尿病、肥胖等慢性疾病的潜在功效。     

红毛藻多糖对H2O2诱导的Caco-2细胞氧化损伤的保护作用

目的：研究红毛藻多糖（Bangia fusco-purpurea polysaccharide,BFP）对H2O2诱导的人结肠腺癌（Caco-2）细胞氧化应激损伤的保护作用。方法：构建过氧化氢（H2O2）诱导的Caco-2细胞氧化损伤模型,通过形态学观察和测定细胞裂解液中的抗氧化物水平及相关酶活力,评价BFP对Caco-2细胞氧化损伤的保护作用。结果：BFP可明显提高H2O2诱导氧化损伤的Caco-2细胞活力,降低细胞内活性氧生成水平,提高细胞内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力以及还原型谷胱甘肽水平,减少丙二醛生成,并通过抑制Caspase-3和Caspase-9活性来改善氧化应激损伤引起的细胞凋亡。结论：BFP对H2O2诱导氧化应激损伤的Caco-2细胞具有保护作用,可通过增强细胞内源性抗氧化酶活力、提高非酶类抗氧化物水平和抑制细胞凋亡明显缓解H2O2诱导的Caco-2细胞氧化应激损伤。     

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。     

基于理性设计提高假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性

对假交替单胞菌JMUZ2的κ-卡拉胶酶进行理性设计,以获得热稳定性提高的突变酶。用PoPMuSiC在线分析工具对假交替单胞菌κ-卡拉胶酶进行分析,筛选了10 个单点突变体。利用定点突变获得突变酶基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定,筛选出酶比活力不降低且热稳定性提高的突变体K155A。热稳定性分析表明,在50、55 ℃和60 ℃分别处理40 min,突变酶残余酶活力分别是野生型酶的1.8、2.7 倍和4.5 倍。酶的结构及分子动力学模拟分析表明,酶分子疏水相互作用和结构刚性的增强是K155A突变体热稳定性提高的可能原因。通过理性设计获得假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性提高的突变体K155A,对改善酶的性质、扩大κ-卡拉胶酶的应用范围以及κ-卡拉胶酶结构与功能关系研究具有重要意义。